Kép a jelenetről: Ez a nem túl távoli jövő, és az emberiség elkezdett kolóniákat és élőhelyeket építeni az egész Naprendszerünkben. Arra készülünk, hogy megtegyük a következő nagy lépést az ismeretlen felé - valójában elhagyjuk a Nap hélioszférájának hangulatos védelmét és a csillagközi térbe kerülünk. Mielőtt ez a jövő megtörténhet, van egy fontos dolog, amelyet gyakran figyelmen kívül hagynak az erről a témáról folytatott viták során.
Navigáció.
Ugyanúgy, ahogy a tengerészek a csillagok valaha a tengerben navigáltak, az űrutazók a csillagokat is használhatják a Naprendszer navigálásához. Kivéve, hogy ezúttal a használt csillagok halottak lesznek. A neutroncsillagok egy speciális osztálya, az úgynevezett pulzátorok, az általuk kibocsátott ismétlődő sugárimpulzusok alapján. A legfrissebb cikk szerint a pulzus az, hogy pulzátorokat használunk bolygóközi - és esetleg csillagközi - GPS formájában.
Az űrhajók motorjaival kapcsolatos elméletek és ötletek bőségesek. Az olyan alapítványok, mint az Icarus Interstellar, lelkesen támogatják az új meghajtórendszerek kifejlesztését, és néhány olyan rendszer, mint a VASIMR tolóberendezések, meglehetősen ígéretesnek tűnik. Időközben a fúziós rakéták várhatóan mindössze 30 nap alatt tudnak utasokat eljuttatni a Földről a Marsra, és másutt a kutatók a valós életben lévő lánchajtásokkal dolgoznak, ellentétben azokkal, amelyeket mindannyian ismerünk és szeretünk a filmekből.
Bolygóközi GPS
De a navigáció ugyanolyan fontos. Végül is, a tér elmeolvadóan hatalmas és többnyire üres. Az ürességbe való eltévedés esélye őszintén szólva, félelmetes.
A mai napig ez nem volt igazán probléma, különös tekintettel arra, hogy csak egy kis maroknyi kézműveset küldtünk a Mars elé. Ennek eredményeként jelenleg technikák rendetlen összetörését használjuk az űrhajók nyomon követésére a Földről - lényegében távcsövekkel követve őket, miközben erősen támaszkodnak a tervezett pályára. Ez is csak annyira pontos, mint a mi földi műszereink, vagyis azt jelenti, hogy a kézműves távozásával egyre kevésbé válik elképzelésünk arra, hogy hol van pontosan.
Mindez rendben és jó, ha csak kevés vízi járművet kell követnünk, de amikor az űrutazás könnyebben elérhető és az emberi utasok bevonása megtörténik, mindent a Földön keresztül vezetni egyre nehezebb lesz. Különösen ez a helyzet akkor, ha azt tervezzük, hogy hagyjuk otthoni csillagunk határait - a Voyager 2 jelenleg 14 fényórán van, vagyis a Földön történő átvitelnek több mint fél napja van ahhoz, hogy elérje.
A Földön való navigálás a modern technológiával meglehetősen egyszerű, köszönhetően a GPS-műholdaknak, amelyeknek körüli pályán keringünk a világ körül. Ezek a műholdak folyamatosan továbbítják a jeleket, amelyeket viszont a GPS-egység fogad, amelyet az autó műszerfalon vagy a zsebében lehet. Mint minden más elektromágneses átvitelnél, ezek a jelek a fénysebességgel haladnak, enyhén késve a továbbítás és a vétel között. A 4 vagy több műhold jeleinek felhasználásával és a késleltetések időzítésével a GPS-egység rendkívül pontosan meg tudja határozni az Ön földrajzi helyzetét.
A Werner Becker, Mike Bernhardt és Axel Jessner által a Max Planck Intézetnél javasolt pulsar navigációs rendszer nagyon hasonló módon működik, az impulzusok által kibocsátott impulzusok felhasználásával. Ha ismeri az űrhajó kezdeti helyzetét és sebességét, rögzíti ezeket az impulzusokat, és a Napot rögzített referenciapontként kezeli, kiszámolhatja a pontos helyét a Naprendszerben.
Tekintettel arra, hogy a Nap ilyen módon rögzítve van, technikailag inerciális referenciakeretnek nevezzük, és ha kompenzáljuk a Nap mozgását galaxisunkon keresztül, akkor a rendszer továbbra is tökéletesen működik, ha elhagyja a Naprendszert! Csak annyira van szüksége, hogy nyomon kövesse legalább 3 pulzálót (ideális esetben 10, a legpontosabb eredményekhez), és meglepő pontossággal meg tudja határozni a tartózkodási helyét!
Érdekes módon az a gondolat, hogy a pulzátorokat navigációs jelzőfényekként használják, egészen 1974-ig nyúlik vissza, nevezetesen nem sokkal azután, hogy Carl Sagan pulzátorokkal mutatta be a Föld helyzetét a Pioneer 10 és 11 űrszondához kapcsolt táblákon. Ha a Daedalus projektet valaha is építették volna, akkor valószínűleg egy olyan rendszerrel lett felszerelve, amely nem különbözik az itt leírtól.
Csomagolás hosszú távra
Becker és kollégái megvizsgálták az égbolton látható különféle típusú pulzusokat, és kiválasztották a rotációs hajtású pulzátoroknak nevezett típust, amely a legjobb típus a galaktikus helymeghatározó rendszerhez. Különösen ideális ezeknek az al-típusok, az úgynevezett milliszekundumos pulzátorok. Idősebbek, mint a legtöbb pulzátor, és gyenge a mágneses tereuk, vagyis sok időbe telik a centrifugálási sebesség lelassítása - hasznos, mivel az erősen mágneses impulzusok időnként figyelmeztetés nélkül megváltoztathatják forgási sebességüket.
Számtalan pulzátorral lehet választani, a kérdés az, hogy hogyan felszerelheted űrhajódat ezek nyomon követésére. A pulzárokat a legegyszerűbben röntgen- vagy rádióhullámokban lehet észlelni, tehát van egy kis választás, melyik lehet jobb. Alapvetően az a kérdés, hogy mekkora az űrhajója.
Kisebb járművek, amelyek jobban hasonlítanak a modern űrhajókhoz, a legjobb, ha röntgenfelvételeket használnának a pulzátorok követésére. A röntgen-tükrök, hasonlóan az egyes keringő űrteleszkópokhoz, kompaktok és könnyűek, tehát néhány hozzáadható egy navigációs rendszerhez anélkül, hogy a vízi jármű teljes tömegét annyira növelnék. Lehetséges, hogy kisebb hátrányuk van abban, hogy egy túlságosan fényes röntgenforrás könnyen károsíthatja őket. Ez nem lenne probléma, kivéve néhány szerencsétlen körülményt.
Másrészről, ha egy nagy űrhajót bolygók vagy akár csillagok között pilótazol, akkor valószínűleg jobb lenne rádióhullámokat használni. A rádiófrekvenciákban sokkal többet tudunk a pulzátorok működéséről, valamint arról, hogy képesek-e nagyobb pontossággal mérni őket. Az egyetlen hátrány az, hogy a rádióteleszkópokra, amelyeket telepítenie kell a hajóra, legalább 150 m²-es területre lenne szükség. De akkor, ha véletlenül csillaghajót repülne, akkor az ilyen méretűnek valószínűleg nem lenne különbsége.
Érdekes szem előtt tartani azt a módot, ahogyan a csillagászok gyakran használják a pulzátorok „mint világítótornyok” analógiáját, amikor elmagyarázzák, miért tűnnek pulzusuknak. Ha egyszer azt találjuk, hogy tényleges navigációs segédeszközként használjuk őket, ez az analógia egy teljesen új jelentést kaphat!
A képeket itt adrian Mann (Icarus Interstellar) kedves engedélyével használjuk, amelynek teljes galéria online megtekinthető a bisbos.com webhelyen.
