Vsevidno.ru

Впервые астрономы смогли реконструировать траекторию Земли в космосе используя сигналы пульсаров. Пульсары — это быстро вращающиеся нейтронные звезды, которые испускают узкий луч радиоволн. Выглядит это как вращающийся прожектор. При удачном стечении обстоятельств, когда наблюдатель находится в плоскости вращения луча, можно наблюдать этот луч в моменты, когда он направлен на наблюдателя. Вращение пульсара очень стабильно и точность некоторых пульсаров может быть сравнима с точностью атомных часов.

Вскоре, после открытия пульсаров, астрономы и писатели-фантасты начали обсуждение темы об использовании пульсаров в качестве небесных навигационных маяков, позволяющих межзвездному путешественнику найти путь домой, так как если бы он имел в руках современную GPS. Эта простая на вид идея встретилась с некоторым количеством технических проблем. Большинство астрономических объектов не стоят на месте, а непрерывно перемещаются и их относительное положение в пространстве серьезно усложняет вычислительную задачу. Но теперь это не столь важно, потому что пульсары могут быть использованы принципиально по-другому.

Недавно Маттео Ругьеро и товарищи из Политехнического института Торино (Италия) показали нам, как подобная система может рассчитать пространственно-временную траекторию точки на поверхности Земли относительно четырех пульсаров. Это движение является суммой движения точки вокруг оси Земли и Земли вокруг Солнца. Был применен ранее предлагаемый метод относительного позиционирования, базирующийся на пульсирующих сигналах от источников в бесконечности, для реконструкции траектории точки относительно набора удаленных пульсаров. Метод предполагает одновременное наблюдение четырех пульсаров. Выбранной точкой стала обсерватория Паркеса (Parkes Observatory), которая расположена в Австралии и транслировала видеосигнал во время исторической миссии «Аполлон-11». Кстати, недавно видеозапись, на которой Нил Армстронг спускается по лестнице лунного модуля «Аполлона-11», ранее считавшаяся утерянной, была вновь найдена. Также Паркес удобен тем, что может с легкостью отслеживать сигналы с пульсаров. С другой стороны Паркес может отслеживать лишь сигнал от одного пульсара единовременно и поэтому приходится решать эту проблему для четырех пульсаров.

К счастью, самый простой путь избежать этой проблемы — использовать программный пакет TEMPO2, который может симулировать сигналы этих пульсаров где угодно на земной поверхности. Ругьеро и компания использовали его, пока телескоп на Паркесе принимал сигналы три дня подряд, что сделало возможном наблюдать пульсары одновременно. Эта ситуация достаточно честна с математической точки зрения, поскольку пульсары рассматриваются как стационарные объекты и их частоты постоянны. Таким способом моделировались времена прибытия сигналов от пульсара в области расположения телескопа. Грубое применение метода в течение трех дней дало корректный результат. Затем Ругьеро сравнил результаты различных расчетов движения Земли с использованием традиционных методов вычисления траектории точки на поверхности Земли относительно известного положения различных небесных тел. Обе траектории изображены на рисунке в масштабе и показали достаточно хорошее совпадение. По словам автора исследования, ограничивающим фактором была точность часов, использовавшихся для измерения сигнала от пульсара. Самый релевантный параметр наиболее зависим от точности часов, использующихся приемником. Фактически неопределенность используемая в моделировании складывается из точности часов и флуктуаций источника. Точность метода может быть увеличена на нескольких сотен метров если предположить непрерывный набор данных от каждого пульсара. Эти предварительные результаты показывают осуществимость использования пульсирующих источников для целей позиционирования. Пока еще рано говорить что-то определенное об использовании небесной глобальной системы позиционирования в скором времени.

Подготовлено по материалам: www.technologyreview.com arxiv.org - 1011.0065

Последние новости