Используя положение и смещение света ближайших и дальних звезд астроном Корин А.Л. Бейлер-Джонс разработал систему автономной навигации «на лету» для космических аппаратов, путешествующих далеко за пределы Солнечной системы, сообщает ScienceAlert.
Межзвездная космическая навигация может не казаться насущной проблемой, но уже в последнее десятилетие созданные человеком аппараты вошли в межзвездное пространство, когда «Вояджер-1» (в 2012 году) и «Вояджер-2» (в 2018) пересекли границу Солнечной системы.
По мере того как эти космические корабли улетают все дальше от своей родной планеты, связь с Землей занимает все больше и больше времени. Так, New Horizons в настоящее время находится почти в 14 световых часах (15 млрд км) от Земли, что означает, что для отправки сигнала и получения ответа требуется 28 часов.
Бейлер-Джонс из Института астрономии Макса Планка в Германии смог показать, что определить координаты космического корабля можно с высокой точностью, основываясь на том, как положение этих звезд меняется относительно космического корабля.
«По мере того, как космический корабль удаляется от Солнца, наблюдаемые положения и скорости звезд будут меняться относительно данных в каталоге Земли из-за параллакса, аберрации и эффекта Доплера», – написал он.
Параллакс и аберрация относятся к видимому изменению положения звезд из-за движения Земли. Эффект Доплера – это изменение длины волны света от звезды в зависимости от того, приближается она к наблюдателю или отдаляется.
Поскольку все эти эффекты связаны с относительным положением двух тел, третье тело (космический корабль), находящееся в другом положении, будет видеть другое расположение звезд.
Бейлер-Джонс протестировал свою систему, используя смоделированный звездный каталог, а затем на близлежащих звездах из каталога Hipparcos, составленного в 1997 году, на релятивистских скоростях космического корабля.
Имея всего 20 звезд, система может определять положение и скорость космического корабля с точностью до 3 астрономических единиц и 2 километров в секунду, а со 100 звездами точность сведется до 1,3 астрономических единиц и 0,7 км в секунду.
