ลองนึกภาพฉาก: มันเป็นอนาคตที่ไม่ไกลนักและมนุษยชาติเริ่มสร้างอาณานิคมและแหล่งที่อยู่อาศัยทั้งหมดในระบบสุริยะของเรา เรากำลังเตรียมพร้อมที่จะก้าวไปสู่ก้าวต่อไปสู่สิ่งที่ไม่รู้จัก - จริง ๆ แล้วเป็นการป้องกันเฮลิโอสเฟียร์ของดวงอาทิตย์และการเข้าสู่อวกาศระหว่างดวงดาว อย่างไรก็ตามก่อนที่อนาคตนี้จะเกิดขึ้นมีสิ่งสำคัญที่มักถูกมองข้ามในการอภิปรายในเรื่องนี้
การเดินเรือ
เช่นเดียวกับที่ชาวเรือเคยใช้ดวงดาวเพื่อสำรวจทะเลผู้เดินทางในอวกาศอาจสามารถใช้ดวงดาวเพื่อนำทางระบบสุริยะได้ ยกเว้นเวลานี้ดาวที่เราใช้จะเป็นดาวที่ตายแล้ว ดาวนิวตรอนประเภทหนึ่งที่รู้จักกันในชื่อพัลซาร์กำหนดโดยการแผ่รังสีของคลื่นซ้ำ ๆ ที่ปล่อยออกมา เคล็ดลับตามรายงานล่าสุดอาจใช้ pulsars เป็นรูปแบบของดาวเคราะห์ - และอาจเป็นดวงดาว - GPS
ทฤษฎีและแนวคิดเกี่ยวกับเครื่องยนต์ยานอวกาศมีมากมาย ฐานรากเช่น Icarus Interstellar สนับสนุนการพัฒนาระบบขับเคลื่อนใหม่อย่างกระตือรือร้นโดยมีบางระบบเช่น VASIMR thrusters ที่ดูเหมือนจะค่อนข้างมีแนวโน้ม ในขณะเดียวกันจรวดฟิวชั่นคาดว่าจะสามารถพาผู้โดยสารเดินทางไป - กลับจากโลกสู่ดาวอังคารในเวลาเพียง 30 วันและนักวิจัยจากที่อื่นกำลังทำงานเกี่ยวกับการแปรปรวนในชีวิตจริงซึ่งแตกต่างจากที่เรารู้จัก
จีพีเอสดาวเคราะห์
แต่การนำทางก็สำคัญเช่นกัน ท้ายที่สุดพื้นที่ก็กว้างใหญ่ไพศาลและว่างเปล่าเป็นส่วนใหญ่ โอกาสที่จะหลงทางในความว่างเปล่าคือตรงไปตรงมาน่ากลัว
จนถึงทุกวันนี้นี่ไม่ใช่ปัญหาจริง ๆ โดยเฉพาะเมื่อเราส่งยานเล็ก ๆ จำนวนหนึ่งผ่านดาวอังคาร ด้วยเหตุนี้เราจึงใช้เทคนิคที่ยุ่งเหยิงในการติดตามยานอวกาศจากที่นี่บนโลก - โดยพื้นฐานแล้วติดตามด้วยกล้องโทรทรรศน์ในขณะที่ต้องพึ่งพาวิถีการวางแผนที่กำหนดไว้ นี่ก็เป็นเพียงความแม่นยำเท่าที่เครื่องมือของเราที่นี่บนโลกมีความหมายว่าเป็นยานได้ไกลมากขึ้นความคิดของเราที่มันจะกลายเป็นความแม่นยำน้อยลงมากขึ้น
ทั้งหมดนี้เป็นเรื่องดีและดีเมื่อเรามีงานฝีมือเพียงไม่กี่อย่างที่จะติดตาม แต่เมื่อการเดินทางในอวกาศกลายเป็นเรื่องง่ายขึ้นและผู้โดยสารมนุษย์มีส่วนร่วมการกำหนดเส้นทางทุกอย่างผ่านโลกจะเริ่มยากขึ้นเรื่อย ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีที่เราวางแผนที่จะออกจากขอบเขตของดาวบ้านของเรา - ปัจจุบัน Voyager 2 อยู่ห่างออกไป 14 ชั่วโมงแสงหมายความว่าการส่งสัญญาณบนโลกใช้เวลากว่าครึ่งวันในการเข้าถึง
การสำรวจโลกด้วยเทคโนโลยีที่ทันสมัยนั้นค่อนข้างง่ายด้วยดาวเทียม GPS ที่มีอยู่ในวงโคจรรอบโลกของเรา ดาวเทียมเหล่านั้นกำลังส่งสัญญาณอย่างต่อเนื่องซึ่งก็คือหน่วย GPS ที่คุณอาจได้รับบนแผงหน้าปัดรถยนต์หรือในกระเป๋าของคุณ เช่นเดียวกับการส่งสัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอื่น ๆ สัญญาณเหล่านั้นเดินทางด้วยความเร็วแสงทำให้เกิดความล่าช้าเล็กน้อยระหว่างเวลาที่ถูกส่งสัญญาณและเมื่อได้รับ ด้วยการใช้สัญญาณจากดาวเทียมตั้งแต่ 4 ดวงขึ้นไปและกำหนดเวลาการหน่วงเวลาหน่วย GPS สามารถระบุตำแหน่งของคุณบนพื้นผิวโลกได้อย่างแม่นยำ
ระบบนำทางพัลซาร์ที่เสนอโดย Werner Becker, Mike Bernhardt และ Axel Jessner ที่ Max Planck Institute ทำงานในลักษณะที่คล้ายกันมากโดยใช้พัลซาร์ที่ปล่อยออกมาจาก pulsars ด้วยการทราบตำแหน่งเริ่มต้นและความเร็วของยานอวกาศของคุณบันทึกพัลส์เหล่านั้นและปฏิบัติต่อดวงอาทิตย์เป็นจุดอ้างอิงคงที่คุณสามารถคำนวณตำแหน่งที่แน่นอนของคุณภายในระบบสุริยะ
พิจารณาอาทิตย์ที่จะได้รับการแก้ไขด้วยวิธีนี้เรียกว่ากรอบอ้างอิงเฉื่อยทางเทคนิคและถ้าคุณชดเชยการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ผ่านกาแลคซีของเราระบบยังทำงานได้อย่างสมบูรณ์แบบเมื่อออกจากระบบสุริยะ! สิ่งที่คุณต้องการคือการติดตามอย่างน้อย 3 พัลซาร์ (อย่างยอดเยี่ยม 10 สำหรับผลลัพธ์ที่แม่นยำที่สุด) และคุณสามารถระบุตำแหน่งของคุณได้อย่างแม่นยำอย่างน่าประหลาดใจ!
ที่น่าสนใจคือความคิดในการใช้พัลซาร์เป็นบีคอนนำทางมีอายุย้อนกลับไปถึงปี 1974 โดยไม่นานหลังจากคาร์ลซาแกนใช้พัลซาร์เพื่อแสดงตำแหน่งของโลกบนโล่ที่ติดอยู่กับยานสำรวจอวกาศ 10 และ 11 หาก Project Daedalus ถูกสร้างขึ้นมามันอาจจะติดตั้งระบบที่ไม่เหมือนกับที่อธิบายไว้ที่นี่
บรรจุสำหรับลากยาว
เบกเกอร์และเพื่อนร่วมงานของเขามองดูพัลซาร์แบบต่าง ๆ ที่มองเห็นบนท้องฟ้าและเลือกประเภทพัลซาร์ที่หมุนได้ซึ่งเป็นประเภทที่ดีที่สุดที่จะใช้สำหรับระบบกำหนดตำแหน่งทางช้างเผือก โดยเฉพาะอย่างยิ่งประเภทย่อยของพัลซาร์ที่รู้จักกันในชื่อมิลลิวินาทีเหมาะที่สุด การมีอายุมากกว่าพัลซาร์ส่วนใหญ่จะมีสนามแม่เหล็กที่อ่อนแอซึ่งหมายความว่าพวกเขาใช้เวลานานในการชะลอความเร็วในการหมุนของพวกเขา - มีประโยชน์เนื่องจากพัลซาร์ที่มีสนามแม่เหล็กสูงบางครั้งสามารถเปลี่ยนความเร็วในการหมุนได้โดยไม่มีการเตือนล่วงหน้า
ด้วยพัลซาร์นับไม่ถ้วนให้เลือกคำถามจะเปลี่ยนเป็นวิธีที่คุณสามารถติดตั้งยานอวกาศเพื่อติดตามยานอวกาศ Pulsars นั้นง่ายที่สุดที่จะมองเห็นในทั้งรังสีเอกซ์หรือคลื่นวิทยุดังนั้นจึงมีตัวเลือกเล็กน้อยว่าจะใช้งานแบบไหนดีกว่า โดยพื้นฐานแล้วทุกอย่างกลับกลายเป็นคำถามว่ายานอวกาศของคุณมีขนาดใหญ่เพียงใด
ยานพาหนะขนาดเล็กซึ่งคล้ายกับยานอวกาศที่ทันสมัยจะดีที่สุดเมื่อใช้รังสีเอกซ์เพื่อติดตามพัลซาร์ กระจกเอ็กซเรย์เช่นเดียวกับที่ใช้ในกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่กำลังโคจรอยู่นั้นมีขนาดกะทัดรัดและน้ำหนักเบาซึ่งหมายความว่าสามารถเพิ่มบางอย่างสำหรับระบบนำทางได้โดยไม่ต้องเพิ่มมวลรวมของยานทั้งหมด พวกเขาอาจมีข้อเสียเล็ก ๆ น้อย ๆ ที่พวกเขาอาจได้รับความเสียหายอย่างง่ายดายจากแหล่งรังสีเอกซ์ซึ่งสว่างเกินไปมันจะไม่เกิดปัญหายกเว้นในบางสถานการณ์ที่โชคร้าย
ในทางกลับกันถ้าคุณกำลังนำยานอวกาศขนาดใหญ่ระหว่างดาวเคราะห์หรือดวงดาวคุณน่าจะใช้คลื่นวิทยุดีกว่า ในความถี่วิทยุเรารู้มากขึ้นเกี่ยวกับวิธีการทำงานของพัลซาร์รวมถึงความสามารถในการวัดค่าด้วยความแม่นยำระดับสูง ข้อเสียเปรียบเพียงอย่างเดียวคือกล้องโทรทรรศน์วิทยุที่คุณต้องติดตั้งบนเรือของคุณจะต้องมีพื้นที่อย่างน้อย 150 ตารางเมตร แต่ถ้าคุณบังเอิญบินยานอวกาศไปแล้วขนาดนั้นคงไม่สร้างความแตกต่างอะไรมากมาย
เป็นเรื่องที่น่าสนใจที่จะคำนึงถึงวิธีการที่นักดาราศาสตร์ใช้การเปรียบเทียบ pulsars ว่า "เหมือนกระโจมไฟ" เมื่ออธิบายว่าทำไมพวกเขาถึงเต้นเป็นจังหวะ ถ้าสักวันเราพบว่าตัวเองใช้มันเป็นเครื่องช่วยนำทางจริงๆการเปรียบเทียบนั้นอาจใช้ความหมายใหม่ทั้งหมด!
รูปภาพถูกนำมาใช้ที่นี่โดยได้รับอนุญาตจาก Adrian Mann แห่ง Icarus Interstellar ซึ่งแกลเลอรี่แบบเต็มสามารถดูออนไลน์ได้ที่ bisbos.com
