Navigation pour vaisseaux spatiaux utilisant des pulsars à rayons X: Présentation de XNAV

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Cela pourrait être le système GPS galactique ultime: utiliser les pulsars comme outil de navigation interstellaire. Ces balises interstellaires peuvent être utilisées pour déterminer la position des vaisseaux spatiaux et les guider dans l'espace…

Depuis que le premier pulsar à rayons X a été découvert en 1967 (appelé Centaurus X-3, la troisième source de rayons X découverte dans la constellation du Centaurus avec une période de 4,84 secondes), les astronomes ont été occupés à cartographier la distribution de ces rotations rapides objets stellaires. Les pulsars sont l'incarnation d'un système binaire d'étoiles à neutrons; l'étoile à neutrons dépouille le matériau de son voisin stellaire, accélérant le gaz à environ la moitié de la vitesse de la lumière, dynamitant les émissions de rayons X collimatées à chaud de ses pôles. Au fur et à mesure que le pulsar tourne, ces faisceaux de lumière agissent comme un phare, et s'ils sont dirigés vers la Terre, nous observons un clignotement périodique très précis des rayons X.

Au début de ce mois, la conférence IEEE / ION Position, Location and Navigation Symposium (PLANS) 2008 à Monterey, en Californie, a présenté deux concepts intéressants pour l'utilisation de ces sources de rayons X très précises. La première proposition intitulée «Analyse du bruit pour les systèmes de navigation à rayons X»Dirigé par John Hanson de CrossTrac Engineering, présente une version à plus grande échelle du GPS terrestre, utilisant des pulsars plutôt que des satellites artificiels. Le système est appelé navigation par rayons X, ou «XNAV» pour faire court. Se concentrant principalement sur les missions spatiales au-delà de Jupiter, XNAV utiliserait le système solaire comme coordonnée de base, puis mesurerait la phase de l'émission de rayons X entrante des pulsars cartographiés. Comme les impulsions de rayons X sont si précises, les systèmes embarqués pourraient mesurer et comparer le signal provenant de plusieurs sources de pulsars et déduire automatiquement la position de l'engin spatial à un degré élevé de certitude. Je suppose que ce serait une version 3D avancée du sextant traditionnel utilisé par les navires pour mesurer l'élévation des étoiles au-dessus de l'horizon terrestre.

Le deuxième concept intitulé «Estimation en temps différé des signaux pulsés pour la navigation relative à l'aide de filtres adaptatifs», Est dirigée par Amir Emadzadeh au département de génie électrique de l'UCLA. Emadzadeh suggère que l'emplacement de deux vaisseaux spatiaux peut être déterminé si les deux navires regardent le même pulsar connu. L'émission périodique mesurée par les deux navires aura un retard différentiel proportionnel à la distance entre les navires. De plus, le groupe UCLA suggère une méthode pour dériver leur position inertielle relative en observant une distribution des sources de rayons X à travers le cosmos.

Ce sont des concepts très intéressants, mais jusqu'à ce que nous commencions à nous aventurer régulièrement au-delà de l'orbite de Jupiter, je doute que nous verrons ces idées se concrétiser de sitôt…

Source d'origine: Space.com
Informations supplémentaires: Conférence IEEE / ION PLANS 2008

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