Снимки New Horizons позволили впервые протестировать межзвездную навигацию
Космический аппарат НАСА New Horizons, известный своим историческим пролетом мимо Плутона, продолжает удивлять научное сообщество. На этот раз он стал ключевым участником уникального эксперимента — первой успешной демонстрации звездной навигации в глубоком космосе. Когда зонд находился на расстоянии 47,1 астрономических единиц от Земли (23 апреля 2020 года), в поясе Койпера, он помог астрономам зафиксировать параллакс ближайших звезд, что открывает новые перспективы для межзвездных миссий.
Суть эксперимента: звездный параллакс в действии
Когда New Horizons удалился на рекордное расстояние, ученые решили воспользоваться его положением, чтобы проверить фундаментальный астрономический метод — измерение параллакса. Этот эффект, известный еще с XIX века, заключается в видимом смещении звезд на фоне более далеких объектов при наблюдении с разных точек. Чем дальше расположен наблюдатель, тем заметнее сдвиг.
Для эксперимента были выбраны две ближайшие к Солнцу звезды:
- Проксима Центавра (4,2 световых года от Земли) — ближайшая к нам звезда, красный карлик.
- Вольф 359 (7,86 световых года) — еще один красный карлик, открытый немецким астрономом Максом Вольфом в 1918 году.
Теперь Тод Лауэр из Национальной лаборатории оптических и инфракрасных астрономических исследований США в Аризоне и его коллеги использовали эффект параллакса для определения положения New Horizons.
Чтобы рассчитать положение космического аппарата, он и его команда смотрели на положение звезд, как они появлялись с бортовой камеры New Horizons, проводя линию визирования назад от обеих звезд и вычисляя, где две линии были ближе всего. Затем они использовали точное положение обеих звезд из звездной карты Gaia, чтобы вычислить, где эта точка находилась по отношению к Солнечной системе.
Почти все космические аппараты вычисляют свои пеленги с точностью до десятков метров, используя Deep Space Network (DSN) НАСА, набор радиопередатчиков на Земле, которые регулярно посылают сигналы в космос. Для сравнения, метод параллакса был гораздо менее точным, обнаружив New Horizons в сфере радиусом 60 миллионов километров, что составляет примерно половину расстояния между Землей и Солнцем.
«Мы не собираемся выводить из эксплуатации Deep Space Network — это всего лишь демонстрационное доказательство концепции», — говорит Тод Лауэр. Однако с лучшей камерой и оборудованием они могли бы повысить точность до 100 раз, говорит он.
Почему это важно?
Хотя эксперимент носил скорее демонстрационный характер, он подтвердил, что навигация по звездам возможна даже на огромных расстояниях от Земли. Это критически важно для будущих миссий в межзвездное пространство, где традиционные методы связи и позиционирования могут оказаться недостаточно точными.
Как отметил Тод Лауэр, ведущий автор исследования:
«Мы не просто знали, что параллакс работает — мы смогли буквально показать: «Смотрите, это действительно так!»»
Использование этой технологии для межзвездной навигации может иметь преимущества по сравнению с DSN, поскольку она может давать более точные данные о местоположении по мере удаления космического корабля от Земли, а также может работать автономно, не дожидаясь радиосигнала из нашей Солнечной системы, говорит Массимилиано Василе из Университета Стратклайда.
«Если вы путешествуете к настоящей звезде, речь идет о световых годах», — говорит он. «Происходит следующее: ваш сигнал от Deep Space Network должен пройти весь путь туда и обратно, и он движется со скоростью света, так что на это уходят годы».
Однако, ни одно агентство пока не планирует миссий, которые позволят космическому кораблю отправиться к другим звездам, поэтому, польза от этой конкретной технологии ограничена, пока межзвездная миссия не будет реализована.
New Horizons: от Плутона к звездам
Запущенный в 2006 году, New Horizons стал пятым аппаратом, который покинет пределы Солнечной системы. Его основная миссия — изучение Плутона и Харона — принесла сенсационные данные о геологии и атмосфере этих далеких миров. Сейчас зонд движется к границе гелиосферы, где солнечный ветер сталкивается с межзвездной средой. В ближайшие годы он пересечет терминальную ударную волну, открывая новую главу в исследовании космоса.
Этот эксперимент не только подтвердил надежность астрономических методов, но и показал, что даже старые миссии могут давать новые, революционные результаты. Возможно, в будущем звездный параллакс станет основным инструментом для навигации кораблей, отправляющихся к другим звездам.