Uzayda mı kayboldun? İşte eve dönüş yolunu bulmak için yeni bir yöntem.

bir sanatçı

Bir sanatçının yıldızlararası uzaya giren bir Voyager sondası tasviri. (İmaj kredisi: NASA/JPL-Caltech)



Paul M. Sutter astrofizikçi Ohio Eyalet Üniversitesi , birşeyin sahibi Bir Uzay Adamına Sor ve ' Uzay Radyosu 've' yazarı Evrendeki Yeriniz .' Sutter bu makaleye katkıda bulundu: demokratija.eu'un Uzman Sesleri: Op-Ed & Insights .



Uzay büyük - gerçekten büyük. Ve eğer gezegenimizin yıldızlararası derinliklerinde başarılı bir şekilde gezinmek istiyorsanız Samanyolu galaxy, bir çeşit güvenilir sisteme ihtiyacınız olacak. Yeni bir öneri, yöntemi mümkün olduğunca basit tutmaya çalışıyor: galaktik bir referans çerçevesi sağlamak için yıldız çiftlerini kullanın.

Güneş sistemimizde, gezegenler arası uzay aracı, toprak navigasyon için tabanlı sistemler. Bir uzay aracına bir radyo sinyali gönderdiğimizde ve yanıt verdiğinde, bir mesafeyi hesaplamak için yanıtın zaman gecikmesini kullanabiliriz. Ayrıca gökyüzündeki uzay aracını da izleyebiliyoruz ve tüm bu bilgileri (gökyüzündeki konumu ve Dünya'dan uzaklığı) birleştirerek, uzay aracının güneş sistemindeki yerini saptayabilir ve bu bilgiyi uzay aracının kendisine sağlayabiliriz.



Galeri: Yıldızlararası yıldız gemisi yolculuğunun vizyonları

Biz de kullanabiliriz doppler kayması uzay aracının Dünya'dan uzaklaşma hızını tahmin etmek için bu radyo dalgalarının Gezegenimize dağılmış çanakları kullanarak, bir uzay aracının sinyalinin bir çanağa diğerine ulaşmasından kaynaklanan gecikmeyi ölçebiliriz. Bu verileri konum bilgisiyle birleştirdiğimizde, uzay aracında tam altı boyutlu bir kilit elde ederiz: üç konum boyutu ve üç hız boyutu.

Bu yöntem, tümü uzay aracıyla sürekli iletişim halinde olan bir yer tabanlı radar sistemleri ağına dayanır. Teknik, güneş sistemi içindeki uzay araçları ve çok az da olsa NASA'nın ikiz Voyager sondaları için işe yarıyor.



Ancak herhangi bir yıldızlararası görevin yeni bir yaklaşıma ihtiyacı olacak: Otonom olarak gezinmeleri gerekecek. Prensip olarak, bu uzay araçları saatler ve jiroskoplar gibi yerleşik sistemleri kullanabilir, ancak yıldızlararası görevler en az on yıllarca sürecek ve bu yerleşik sistemlerdeki küçük hatalar ve belirsizlikler şüphesiz bu uzay aracının rotadan çıkmasına neden olacaktır.

Ayrıca düzenli aralıklarla titreşen veya titreşen nesneleri, pulsarları kullanma seçeneği de vardır. Her pulsarın kendine özgü bir dönüş periyodu olduğundan, bu nesneler derin uzay görevleri için güvenilir işaretler olarak hizmet edebilir. Ancak bu, yalnızca güneş sistemimizin yakınındaki nispeten küçük bir balonun içinde çalışır, çünkü dönme periyodu ölçümleri yıldızlararası tozla kirlenebilir ve bir kez hangi pulsarın hangisi olduğunu kaybettiğinizde kaybolursunuz.

Sağdan ikinci yıldız

Bu yüzden yıldızlararası uzay araçlarının galaksideki konumlarını tahmin etmek için basit ve güvenilir bir yönteme ihtiyacı var. yeni bir kağıt yakın zamanda ön baskı sunucusu arXiv.org'a gönderildi böyle bir çözüm sunuyor: yıldızların kendileri.



Teknik çok eski bir konsepte dayanmaktadır: paralaks . Parmağınızı burnunuzun önüne sokarsanız ve dönüşümlü olarak kapanırsanız, parmağınız kıpır kıpır görünür. Görünür pozisyonundaki değişiklik, gözden göze geçerken yeni bakış açısından gelir. Aynı egzersizi uzaktaki bir nesneye bakarken yaparsanız, o nesne çok daha az sallanıyormuş gibi görünecektir.

Bilim adamlarının yıldızlara olan mesafeyi ilk olarak ölçebilmeleri paralaks yoluyla oldu ve evden çok uzakta dolaşan bir uzay aracının yön bulabilmesi paralaks yoluyla oldu. Fırlatmadan önce, uzay aracını galaktik çevremizdeki bilinen tüm yıldızların doğru bir haritasıyla yüklüyoruz. Ardından, araç güneş sisteminden uzaklaştıkça, birden fazla yıldız çifti arasındaki göreceli mesafeleri ölçer. Hareket ettikçe, uzay aracına daha yakın olan yıldızlar önemli ölçüde kayıyor gibi görünürken, daha uzak yıldızlar nispeten sabit kalır.

Uzay aracı, birden fazla yıldız çiftini ölçerek ve ölçümleri orijinal Dünya tabanlı katalogla karşılaştırarak, hangi yıldızların hangileri olduğunu ve bu yıldızlardan ne kadar uzakta olduğunu bulabilir ve uzay aracına galakside doğru bir 3B konum verebilir.

Göreceli bir etki

Uzay aracının hızını elde etmek biraz daha zor ve özel göreliliğin tuhaf bir tuhaflığına dayanıyor. Sonluluğundan dolayı ışık hızı , yeterince hızlı hareket ediyorsanız, nesneler gerçekte olduklarından farklı yerlerde görünebilir. Spesifik olarak, bir nesnenin konumu, hareketiniz yönünde kaymış gibi görünecektir. Bu etkiye sapma denir ve Dünya'dan ölçülebilir: Gezegenimiz güneş etrafında dönerken, yıldızlar gökyüzünde hafifçe ileri geri sallanıyormuş gibi görünür.

Uzay aracı yeterince hızlı hareket ettiği sürece (ve eğer bir yıldızlararası görevin bin yıl değil, onlarca yıl sürmesini istiyorsak, öyle olmalıdır), yerleşik sistemler bu sapmayı ölçebilecektir. Uzay aracı, hangi yıldızların beklenen konumlarından ne kadar uzaklaştığını kaydederek 3B hızını hesaplayabilir.

Paralaks ölçümleriyle alındığında, uzay aracı daha sonra galaksi içindeki tam altı boyutlu koordinatlarını kurtarabilir; nerede olduğunu ve nereye gittiğini biliyor.

Bu teknik ne kadar kesin? Makaleye göre, uzay aracı yalnızca 20 yıldızın konumlarını 1 yay saniyesi hassasiyetle ölçebilirse (bir yay saniyesi bir yay dakikasının 1/60'ıdır, bu da bir derecenin 1/60'ıdır), belirleyebilir. 3 doğrulukta galaksi içindeki konumu astronomik birimler (AU) ve hızı saniyede 2 kilometre (saniyede 1,2 mil) dahilinde. Bir AU, Dünya ile güneş arasındaki ortalama mesafeye eşittir - kabaca 93 milyon mil (150 milyon km) - yani 3 AU yaklaşık 279 milyon mil (450 milyon km). Kulağa çok gibi geliyor, ancak yıldızlar arasındaki binlerce AU'ya kıyasla fıstık gibi.

20'den fazla yıldızın doğru konumlarına sahibiz, bu yüzden uzay aracına yolculuğunda kullanmak üzere yüz milyonlarca yıldızdan oluşan bir katalog yükleyebiliriz. Uzay aracının ölçebileceği her biri, konumunu daha da hassas bir şekilde belirlemeye yardımcı olacaktır.

Şimdi tek ihtiyacımız olan bir yıldızlararası uzay aracı.

Bizi takip et Twitter'dan @Spacedotcom ve üzerinde Facebook .