펄서 기반 내비게이션

Pulsar-based navigation

X선 펄서 기반 항법 및 타이밍(XNAV) 또는 단순한 펄서 항법(Pulsar)으로 인해 펄서로부터 방출되는 주기적인 X선 신호를 사용하여 깊은 공간에 있는 우주선과 같은 차량의 위치를 결정하는 항법 기법이다.XNAV를 사용하는 차량은 수신된 X선 신호를 알려진 펄서 주파수 및 위치의 데이터베이스와 비교한다.GPS와 유사하게 이 비교를 통해 차량의 위치를 정확하게 계산할 수 있다(±5km).전파에 비해 X선 신호를 사용하는 장점은 X선 망원경을 더 작고 가볍게 만들 수 있다는 것이다.[1][2][3]2018년에 실험적인 시연이 보고되었다.[4]

우주선 항법

연구

ESA의 고급 개념 팀은 스페인 프로테틱스니카 드 카탈루냐 우주국과 협력하여 2003년에 X선 펄서 항법의[5] 실현 가능성을 연구했다.연구 후, 유럽 우주국 내의 XNAV 기술에 대한 관심이 2012년에 통합되어 GMV 항공우주 및 방어(ES)와 국립물리연구소(영국)가 수행한 서로 다른 두 가지 세부 연구로 이어졌다.[6]

실험

XPNAV 1
중국과학원은 2016년 11월 9일 XPNAV 1. XPNAV-1이라는 실험용 펄서 항법위성을 발사했다.[7] XPNAV-1은 질량이 240kg으로 493km × 512km, 97.41°의 궤도에 있다.[7]XPNAV-1은 펄스 주파수와 강도에 대해 26개의 인근 펄사를 특성화하여 향후 운용 임무에서 사용할 수 있는 항법 데이터베이스를 만들 것이다.이 위성은 5년에서 10년 동안 작동할 것으로 예상된다.XPNAV-1은 궤도상에 발사된 최초의 펄서 항법 미션이다.[8]
섹스턴트
SEXTANT(Station Explorer for X-ray Timing and Navigation Technology)는 2017년 6월 3일 스페이스X CRS-11 ISS 재공급 임무로 시작된 NICER 프로젝트와 관련하여 국제우주정거장에서 XNAV 온오빗을 시험하는 고다드 우주비행센터에서 개발된 NASA 자금 지원 프로젝트다.[9]이것이 성공하면, XNAV는 계획된 오리온 임무의 보조 항법 기술로 사용될 수 있다.[10]2018년 1월 ISS에서 NICER/SEXTANT를 이용한 X선 항법 타당성이 입증되었다.[11]7km(2일)의 정확도를 보고했다.[12]

항공기 항법

2014년에는 암스테르담 국립항공우주연구소가 내비게이션에 GPS 대신 펄사를 사용하는 타당성 조사를 실시했다.Pulsar 항법의 장점은 위성 별자리보다 더 많은 신호를 사용할 수 있고, 다양한 주파수를 사용할 수 있으며, 위성 무기에 의한 파괴로부터의 신호원의 보안이다.[13]

XNAV용 펄서 유형

펄서 중에서는 밀리초 펄서가 시공간 참고자료로 적합하다.[14]특히 외계 지능은 밀리초 펄서 신호를 이용해 풍부한 정보를 암호화할 수 있으며, XNAV에 관한 메타데이터는 밀리초 펄서를 참고해 암호화될 가능성이 높다.[15]마지막으로, 첨단 외계 지능은 타이밍, 항법 및 통신의 목표를 위해 밀리초 펄스를 조정하거나 조작했을 수 있다는 주장이 제기되었다.[16]

참조

  1. ^ Commissariat, Tushna (4 June 2014). "Pulsars map the way for space missions". Physics World.
  2. ^ "An Interplanetary GPS Using Pulsar Signals". MIT Technology Review. 23 May 2013.
  3. ^ Becker, Werner; Bernhardt, Mike G.; Jessner, Axel (2013). "Autonomous Spacecraft Navigation With Pulsars". Acta Futura. 7 (7): 11–28. arXiv:1305.4842. Bibcode:2013AcFut...7...11B. doi:10.2420/AF07.2013.11. S2CID 118570784.
  4. ^ NASA의 실험은 펄스가 천체 위성위치확인시스템(GPS) 역할을 할 수 있다는 것을 증명했다.
  5. ^ "Feasibility study for a spacecraft navigation system relying on pulsar timing information" (PDF). Ariadna Final Report. Advanced Concepts Team.
  6. ^ "DEEP SPACE NAVIGATION WITH PULSARS". GSP Executive Summary. ESA, General Studies Programme.
  7. ^ a b Krebs, Gunter. "XPNAV 1". Gunter's Space Page. Retrieved 1 November 2016.
  8. ^ "Chinese Long March 11 launches first Pulsar Navigation Satellite into Orbit". Spaceflight101.com. 10 November 2016.
  9. ^ "NICER Manifested on SpaceX-11 ISS Resupply Flight". NICER News. NASA. 1 December 2015. Retrieved 14 June 2017. Previously scheduled for a December 2016 launch on SpaceX-12, NICER will now fly to the International Space Station with two other payloads on SpaceX Commercial Resupply Services (CRS)-11, in the Dragon vehicle's unpressurized Trunk.
  10. ^ "Neutron stars set to open their heavy hearts". Nature.com. 31 May 2017.
  11. ^ "ISS Utilization: NICER/SEXTANT".
  12. ^ 우주에서 잃어버린 우주 비행사들을 구하기 위한 '은하 위치 확인 시스템'에 대한 NASA의 계획
  13. ^ Bauke Stelma (8 June 2015). "Pulsar navigation: piloting aircraft with the aid of the stars". ExtremeTech.
  14. ^ Sullivan, W. T. III (1993). "Astrophysical Coding: A New Approach to SETI Signals". Progress in the search for extraterrestrial life : 1993 Bioastronomy Symposium, Santa Cruz, California, 16-20 August 1993. Astronomical Society of the Pacific. ISBN 0-937707-93-7. OCLC 32232716.
  15. ^ Vidal., Clément (2017). ""Millisecond Pulsars as Standards: Timing, Positioning and Communication"". Pulsar astrophysics : the next fifty years : proceedings of the 337th Symposium of the International Astronomical Union. ISBN 978-1-107-19253-9. OCLC 1028211375.
  16. ^ Vidal, Clément (2017). "Pulsar positioning system: a quest for evidence of extraterrestrial engineering". International Journal of Astrobiology. 18 (3): 213–234. doi:10.1017/s147355041700043x. ISSN 1473-5504.

외부 링크