Немецкие астрономы создали «пульсар-GPS» для космических кораблей

Немецкие астрономы создали систему «космического GPS», которая умеет прокладывать курс и вычислять положение космического корабля с точностью до километра по излучению рентгеновских пульсаров, и представили ее миру на британской Национальной астрономической конференции в Манчестере.

Пульсары - вращающиеся с высокой скоростью нейтронные звезды, которые испускают строго периодические импульсы электромагнитного излучения. Ученые, впервые обнаружившие их в конце 1960-х годов, из-за такой периодичности сигналов приняли их за «голоса» внеземных цивилизаций. Однако эта особенность импульсов является следствием вращения пульсара - исходящие от его магнитных полюсов пучки электромагнитного излучения при вращении регулярно «задевают» Землю.

Группа астрофизиков под руководством Вернера Беккера (Werner Becker) из Института внеземной физики Общества Макса Планка в Гархинге (Германия) разработала методику, которая позволяет использовать строгую периодичность пульсаров для позиционирования космических кораблей в пределах Солнечной системы и в межзвездном пространстве.

Это не первая попытка использовать пульсары для создания системы «вселенской» навигации. В 2009 году российские ученые заявили, что Институт космических исследований РАН разрабатывает систему навигации на основе рентгеновских пульсаров. По замыслу астрофизиков, корабль будет определять свое положение по допплеровскому смещению - смещению частоты периодического сигнала в зависимости от приближения или удаления его источника, излучения пульсара.

Система Беккера и его коллег работает по другому алгоритму. Для ее функционирования необходимо найти три или более пульсара, которые будут использоваться в качестве «маяков». В точке отправления путешественник должен вычислить задержки, с которыми достигают корабля импульсы второго и третьего маяка относительно пульсаций первого.

Во время перелета измеряются те же самые задержки, после чего они сравниваются со значениями, полученными в исходной точке. Разница в задержках указывает на то, насколько далеко удалился корабль от исходного пункта.

Как полагают ученые, подобная система навигации может принести пользу уже сейчас, несмотря на отсутствие межзвездных кораблей. Такие устройства можно устанавливать на автономные межпланетные станции, направляющиеся в отдаленные области Солнечной системы, или же улучшать с их помощью существующие земные системы навигации.

«Эти рентгеновские «маяки» могут улучшить точность существующих систем навигации GPS или Galileo и станут основой автономных навигационных систем для межпланетных зондов и полета человека на Марс. А если думать о будущем, нам крайне приятно, что мы обладаем технологией, позволяющей прочертить путь к другим звездам. Вполне возможно, что она поможет нашим потомкам сделать первые шаги в межзвездное пространство», - заключает Беккер.