Навигация на основе рентгеновских пульсаров - X-ray pulsar-based navigation

Навигация и хронометраж на основе рентгеновских пульсаров (XNAV) или просто пульсарная навигация это метод навигации, при котором периодический Рентгеновский сигналы, испускаемые из пульсары используются для определения местоположения транспортного средства, например космического корабля в глубоком космосе. Транспортное средство, использующее XNAV, будет сравнивать полученные рентгеновские сигналы с базой данных известных частот и местоположений пульсаров. Похожий на GPS, это сравнение позволит транспортному средству точно определить свое положение (± 5 км). Преимущество использования рентгеновских сигналов перед радиоволны в том, что Рентгеновские телескопы можно сделать меньше и легче.[1][2][3] Сообщалось об экспериментальных демонстрациях в 2018 году.[4]

Навигация космического корабля

Исследования

В Команда Advanced Concepts из ЕКА изучил в 2003 г. возможность навигации по рентгеновским пульсарам[5] в сотрудничестве с Политехническим университетом Каталонии в Испании. После исследования интерес к технологии XNAV в Европейское космическое агентство был объединен, что привело в 2012 году к двум различным и более подробным исследованиям, проведенным GMV AEROSPACE AND DEFENSE (ES) и Национальной физической лабораторией (Великобритания).[6]

Эксперименты

XPNAV 1
9 ноября 2016 г. Китайская Академия Наук запустил экспериментальный навигационный спутник "Пульсар", названный XPNAV 1.[7] XPNAV-1 имеет массу 240 кг и находится на орбите 493 км × 512 км, 97,41 °.[7] XPNAV-1 будет характеризовать 26 ближайших пульсаров по частоте и интенсивности импульсов для создания навигационной базы данных, которая может быть использована в будущих оперативных миссиях. Ожидается, что спутник проработает от пяти до десяти лет. XPNAV-1 - первая навигационная миссия пульсаров, запущенная на орбиту.[8]
СЕКСТАНТ
СЕКСТАНТ (Station Explorer для рентгеновских и навигационных технологий) это НАСА проект, разработанный на Центр космических полетов Годдарда это тестирует XNAV на орбите на борту Международная космическая станция в связи с НИЦЕР проект, запущенный 3 июня 2017 г. SpaceX CRS-11 Миссия по снабжению МКС.[9] Если это удастся, XNAV можно использовать в качестве вторичной навигационной технологии для запланированных Орион миссии.[10] В январе 2018 года с помощью NICER / SEXTANT на МКС была продемонстрирована возможность рентгеновской навигации.[11] Он сообщил о точности 7 км (за 2 дня).[12]

Авиационная навигация

В 2014 году Национальная аэрокосмическая лаборатория Амстердама выполнила технико-экономическое обоснование использования пульсаров вместо GPS в навигации. Преимущество пульсарная навигация будет больше доступных сигналов, чем от спутниковая навигация созвездия, непреодолимые, с широким диапазоном доступных частот и защищенность источников сигнала от поражения противоспутниковым оружием.[13]

использованная литература

  1. ^ Наркомат, Тушна (4 июня 2014 г.). «Пульсары указывают путь для космических миссий». Мир физики.
  2. ^ "Межпланетная GPS с использованием сигналов пульсара". Обзор технологий MIT. 23 мая 2013 г.
  3. ^ Беккер, Вернер; Бернхардт, Майк Дж .; Джесснер, Аксель (2013). «Автономная навигация космических аппаратов с пульсарами». Acta Futura. 7 (7): 11–28. arXiv:1305.4842. Дои:10.2420 / AF07.2013.11. S2CID  118570784.
  4. ^ Тест НАСА доказывает, что пульсары могут функционировать как астрономический GPS
  5. ^ «Технико-экономическое обоснование навигационной системы космического корабля, основанной на информации о времени пульсаров» (PDF). Заключительный отчет Ариадны. Команда Advanced Concepts.
  6. ^ «ГЛУБОКАЯ КОСМИЧЕСКАЯ НАВИГАЦИЯ С ПУЛЬСАРОМ». Краткое содержание GSP. ESA, Программа общих исследований.
  7. ^ а б Кребс, Гюнтер. «XPNAV 1». Страница космоса Гюнтера. Получено 1 ноября 2016.
  8. ^ «Китайская компания Long March 11 выводит на орбиту первый навигационный спутник Pulsar». Spaceflight101.com. 10 ноября 2016.
  9. ^ "NICER проявлен во время полета по снабжению МКС SpaceX-11". Новости NICER. НАСА. 1 декабря 2015 г.. Получено 14 июн 2017. Ранее запланированный на декабрь 2016 года запуск на SpaceX-12, NICER теперь полетит на Международную космическую станцию ​​с двумя другими полезными грузами на SpaceX Commercial Resupply Services (CRS) -11 в негерметичном багажнике корабля Dragon.
  10. ^ «Нейтронные звезды готовы открыть свои тяжелые сердца». Nature.com. 31 мая 2017.
  11. ^ «Использование ISS: NICER / SEXTANT».
  12. ^ У НАСА есть план создания «системы галактического позиционирования» для спасения потерявшихся в космосе астронавтов
  13. ^ Бауке Стельма (8 июня 2015 г.). «Пульсар-навигация: пилотирование самолета по звездам». ExtremeTech.

внешние ссылки