COLUMBUS, Ohio - Det ytre rom gløder med en lys tåke med røntgenlys, som kommer fra overalt på en gang. Men kikk nøye inn i den tåken, og svake, vanlige blips blir synlige. Dette er millisekund pulsarer, bystore nøytronstjerner som roterer utrolig raskt, og skyter røntgenstråler inn i universet med mer regelmessighet enn selv de mest presise atomurene. Og NASA ønsker å bruke dem til å navigere i sonder og besatte skip gjennom dype rom.
Et teleskop montert på den internasjonale romstasjonen (ISS), Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER), er blitt brukt til å utvikle en helt ny teknologi med praktiske anvendelser på kort sikt: et galaktisk posisjoneringssystem, fortalte NASA-forsker Zaven Arzoumanian til fysikere Søndag (15. april) på aprilmøtet i American Physical Society.
Med denne teknologien, "Du kan trenge en nål for å komme i bane rundt månen til en disant planet i stedet for å gjøre en flyby," sa Arzoumian til Live Science. Et galaktisk posisjoneringssystem kan også gi "et tilbakeslag, slik at hvis et besetningsoppdrag mister kontakten med jorden, vil de fremdeles ha navigasjonssystemer om bord som er autonome."
Akkurat nå er den typen manøvrer som navigatører vil trenge for å sette en sonde i bane rundt fjerne måner, umulig for grensen. I det store rom i det ytre rom er det bare ikke mulig å finne et skips beliggenhet nøyaktig nok til å skyte helt riktig. Det er en stor del av grunnen til at så mange av de mest berømte planetoppdragene NASA har klart - Voyager 1, Juno og New Horizons blant dem - har vært flybys, der romfartøy har flydd nær, men bare forbi, store planetobjekter.
Å stole på jorden for navigasjon er også et problem for besatte oppdrag, sa Arzoumian. Hvis det signalet, som forbinder jorden og et fjernt romfartøy som en lang og anstrengt tråd, på en eller annen måte blir borte, ville astronauter være hardt presset for å finne veien hjem fra Mars.
Slik fungerer det galaktiske posisjoneringssystemet
Et galaktisk posisjoneringssystem ville gå langt i å løse det problemet, sa Arzoumian, selv om han advarte om at han er mer en pulsarekspert enn en navigatør. Og det vil fungere mye som GPS (Global Positioning System) på smarttelefonen din.
Når telefonen prøver å bestemme sin plassering i verdensrommet, slik Live Science tidligere har rapportert, lytter den med radioen til den nøyaktige tikkingen av klokkesignaler som kommer fra en flåte av GPS-satellitter i jordens bane. Telefonens GPS bruker deretter forskjellene mellom disse flåttene for å finne ut avstanden fra hver satellitt, og bruker denne informasjonen til å trekke sin egen plassering i rommet.
Telefonens GPS fungerer raskt, men Arzoumian sa at det galaktiske posisjoneringssystemet vil fungere saktere - tar tiden som trengs for å krysse lange strekninger med dyp plass. Det ville være et lite, svingbart montert røntgen-teleskop, som vil se mye ut som den store, klumpete NICER som ble strippet ned til sine bareste minimumskomponenter. Den ene etter den andre skulle den peke på minst fire millisekund pulsarer, og timing deres røntgen "flått" som en GPS ganger flåtten til satellitter. Tre av disse pulsarene ville fortelle romfartøyet sin plassering i verdensrommet, mens den fjerde kalibrerte den interne klokken for å sikre at den målte de andre riktig.
Arzoumian bemerket at det underliggende konseptet bak det galaktiske posisjoneringssystemet ikke er nytt. Den berømte Golden Record montert på begge Voyager-romfartøyene inneholdt et pulsarkart som peker alle romvesener som en dag møter det tilbake til planeten Jorden.
Men dette ville være første gang mennesker faktisk har brukt pulsarer for å navigere. Allerede, sa Arzoumian, har teamet hans klart å bruke NICER for å spore ISS gjennom verdensrommet.
NASAs Stasjonsutforsker for røntgen-timing og navigasjon (SEXTANT) -programmet, teamet bak det galaktiske posisjoneringssystemet, hadde som mål å spore ISS til 10 kilometer i løpet av to uker, sa Arzoumian.
"Det demonstrasjonen tilbake i november oppnådde, var mer som 7 kilometer på to dager," sa han.
Det neste målet for programmet er å spore stasjonen til 3 km unna, sa han. Han sa at til slutt håper teamet å få under 0,6 mil med presisjon.
"Jeg tror vi kan komme lenger enn det, men jeg vet ikke hvor langt," sa han.
Og det er alt i bane på lav jord, sa han, med stasjonen som hviler i ville, uforutsigbare sirkler og halve himmelen sperret av en gigantisk planet, som dekker forskjellige pulsarer hvert 45. minutt. På det dype rommet, med et funksjonelt ubegrenset synsfelt og der ting stort sett beveger seg i forutsigbare, rette linjer, sa han, vil oppgaven bli mye enklere.
Allerede, sa Arzoumian, har andre team i NASA uttrykt interesse for å bygge det galaktiske posisjoneringssystemet inn i sine prosjekter. Han nektet å si noe, og ville ikke snakke for dem. Men det virker sannsynlig at vi kan se et slikt futuristisk apparat i aksjon i løpet av nær fremtid.
