I Deep Space, vil astronautene bruke celestial navigasjon som Columbus og Drake

Automatisert eller ikke, dagens fly, båter og biler er dypt avhengige av satellittbaserte systemer, som GPS, for å komme seg rundt. Dette systemet gir stor fornuft for jordisk bevegelse: Triangulasjon gjør det mulig for en hvilken som helst tre satellitter å finne sted på bakken med imponerende fart og nøyaktighet. Fordi denne teknologien har vært så universelt vedtatt, er det lett å tenke på navigasjon som et problem menneskeheten allerede har løst. Dette er sant-ish på jorden og definitivt falsk i rommet, hvor GPS definitivt ikke fungerer. Så, hvor nøyaktig vil vi styre skip mot bestemte destinasjoner i dypt rom? La oss bare si at vi skal stjele en side fra Christopher Columbus bok - den ene om himmelsk navigasjon, ikke masse drap.

NASA har utviklet en rekke verktøy som gjør det mulig å orientere sine sonder og forstå deres plassering i forhold til jorda og andre rommiljøer. De Nye horisonter romfartøy, for eksempel, er avhengig av byråets Deep Space Network, verdens største og mest sensitive telekommunikasjonssystem. DSN er i utgangspunktet en serie med tre fasiliteter i California, Spania og Australia. Hvert anlegg har gigantiske radioantenner som letter kommunikasjon over ekstremt store avstander i verdensrommet. Kombinert, tillater de verktøy som Nye horisonter å holde kontakten med jordkontroll selv i en avstand på 1,4 millioner mil fra jorden, godt inn i Kuiperbeltet.

Men det er en fangst. Når vi går videre, vil radiosignaler bli umulige å oppdage og fly-by-wire vil ikke fungere. Spørsmålet, når vi begynner å utforske andre stjernesystemer i galaksen, blir hvordan man styrer skip som er koblet fra jorden. Selv om vi kan videresende signaler effektivt, er det alltid mulighet - sannsynlighet virkelig - for systemutbrudd. Hvordan ville dype rom astronauter eller roboter kunne orientere uten en jordisk tilkobling?

De måtte se ut av vinduet.

På samme måte som gamle marinere brukte konstellasjoner til å bestemme deres retning, vil fremtidige astronauter som reiser til ukjente verdener bruke plasseringen av visse stjerner i verdensrommet som lagre for hvor de er. I noen tilfeller vil dette faktisk bli lettere: Mennesker som leder til en bestemt verden som går rundt en bestemt stjerne, vil ha et naturlig referansepunkt. Men det vil ikke alltid være så enkelt, og det er aldri en fantastisk idé å orientere rundt ett punkt, fordi forholdet ditt med det punktet forteller deg lite om hvor du befinner deg i rommet. Det er derfor forskere sier at dype romoppdagere skal trenge et bedre system. Den beste ideen de har kommet med? Bruk av pulsarer som signalbøyer.

Pulsarer er nøytronstjerner som roterer og sender stråler med forskjellige hastigheter. De pulserer så regelmessig at hver enkelt fungerer nesten som en klokke på egen millisekundskala. Så ideen er å skape et dypt rom GPS-system ved å spore plasseringen av forskjellige pulsarer basert på deres forskjellige pulsfrekvenser, og utarbeide et navigasjonssystem hvor teleskoper på et romfartøy kan måle pulseringshastighetene til disse kroppene, og bruke en spesiell programvare for å tillate et romfartøy å vite nøyaktig hvor det er i rommet.

Ideen, kort sagt, er å navigere etter og gjennom stjernene ved å forutse et fast forhold mellom dem eller konsekvent beregne variabilitet.

Det er også viktig å merke seg at du vil ha et referansepunkt for hvor du begynte. Og i fremtiden vil jorden være denne referansen. Dessverre er Jorden ikke en lyskule av energi som er i stand til å sende lys over interstellare avstander. Så vi må se på andre egenskaper for å måle det som gjør Jorden enkel å følge. En ide som har litt trekkraft er å øke magnetometerteknologien til et punkt hvor et fjernt romskip kan "finne" jorden gjennom sitt magnetfelt.

Samlet sett vil leksjonene ved å navigere i store farvann ved hjelp av stjernene spille en gjenopplivet rolle i interstellar romferie. Jeg tror det er trygt å si at det er noe fantastisk romantisk om det forestillingen.