Полёты в глубокое космическое пространство требуют точной навигации, в особенности при сближении с такими астрономическими объектами, как Марс, Венера или комета. Насколько точной должна быть навигация?
Необходимо вычислять местоположение космического корабля удаленного более чем на 100 миллионов км от Земли с точностью до 1000 метров. Для достижения такого уровня точности, специалисты Европейского космического агентства планируют используют «квазары» — самые яркие объекты во Вселенной, в качестве «маяков» для навигационной технологии, известной как delta-DOR (Delta-Differential One-Way Ranging).
Квазары – это удивительные астрономические объекты, мощность излучения которых в 100 раз превышает суммарную излучаемую энергию всего Млечного Пути. Столь огромное излучение генерируется в области космического пространства, размером с Солнечную систему. Источниками энергии квазаров являются сверхмассивные черные дыры, в миллиарды раз массивнее нашего Солнца. Астрономы характеризуют квазары, как мощные активные ядра далёких галактик.
На снимке изображен один из таких квазаров – спиральная галактика NGC 4438, которая расположена в 50 млн. световых лет тот Земли в созвездии Дева.
Ввиду того, что квазары чрезвычайно яркие и удалены от Солнечной системы на десятки, а то сотни световых лет, они могут использоваться в качестве ориентиров для навигационных систем космических аппаратов.
В технологии delta-DOR радиосигналы от космического аппарата будут получать две отдалённые наземные станции, одна, например, в New Norcia (Автралия), а другая — в Cebreros (Испания), после чего будут измеряться разность времени приёма радиосигнала. После чего, погрешность, обусловленная прохождением радиосигнала через атмосферу Земли, будет идентифицироваться, посредством одновременного отслеживания квазаров, координаты которых точно известны.
По словам Markus Landgraf из команды Mission Analysis team ESA, для того, чтобы технология delta-DOR работала, квазар и космический корабль должны быть в пределах 10 , видимых с Земли.
Landgraf также отмечает, что в рамках Sloan Digital Sky Survey (Слоановский цифровой небесный обзор) идентифицировано порядка 200 тысяч квазаров, которые могут быть потенциальными кандидатами для использования в навигационной технологии delta-DOR.
Как только данные о местоположении космического корабля будут получены наземными станциями, они будут сопоставляться с известными координатами квазара, что позволит с точностью до 1 км и долей градуса выявить погрешность полученных данных.
По словам Frank Budnik, эксперта по динамике полётов ЕSA, квазары, являются своего рода точкой отсчёта. Координаты квазаров не только позволят инженерам повысить точность измерений, полученных наземными станциями, но и увеличить результативность направленности обратных сигналов с точностью до одной миллионной градуса.
