Napriek tomu, že medzihviezdne cestovanie s ľudskou posádkou je stále v rovine sci-fi (alebo nie?), čoraz viac robotických sond sa bude v relatívne blízkej budúcnosti dostávať do medzihviezdneho priestoru. Jedným z hlavných problémov medzihviezdneho cestovanie je orientácia a navigovanie v priestore. Zdá sa však, že astronómovi Coryn Al Bailer-Jonesovi sa túto dilemu podarilo vyriešiť. O téme informoval portál ScienceAlert.

Sondy v medzihviezdnom priestore

Aj keď sa zdá, že medzihviezdne navigovanie kozmických sond sa nás zatiaľ nedotýka, opak je pravdou. V budúcnosti sa totiž do medzihviezdneho priestoru bude dostávať čoraz viac umelých kozmických telies, ktoré s pribúdajúcou vzdialenosťou bude stále náročnejšie korigovať.

ESA / NASA

V súčasnosti sa v medzihviedznom priestore nachádzajú iba dva ľuďmi vytvorené objekty. Tými nie sú nič iné, ako naše dve historicky najdôležitejšie kozmické lode. Reč je samozrejme o dvojici kozmických sond Voyager 1 a Voyager 2, ktoré začali svoju cestu vesmírom ešte v roku 1977, kedy ich NASA vypustila na prieskum vonkajších planét slnečnej sústavy.

Sondy sú stále aktívne a aj po takmer 44 rokoch pravidelne informujú vedcov o svojej ceste a poskytujú množstvo cenných a nenahraditeľných informácií. Voyagery sa momentálne nachádzajú už v medzihviezdnom priestore vo vzdialenosti viac než 152 AU (Voyager 1 – 2,27*10¹⁰ km) a 126 AU (Voyager 2 – 1,88*10¹⁰ km). Status celej misie, vrátene vzdialenosti, môžeš sledovať na tomto odkaze.

Ďalším nádejným adeptom na vstup do medzihviezdneho priestoru je sonda New Horizons. Tá sa síce momentálne nachádza ešte stále v našej slnečnej sústave, avšak je len otázkou času, kedy sa pridá k Voygerom a zavíta do medzihviezdneho priestoru.

Sonda sa v súčasnosti nachádza vo vzdialenosti približne 50 AU (7,48*10⁹ km), čo znamená, že odoslanie a spätné prijatie signálu trvá približne 28 hodín. To ako sa zdá zatiaľ nie je neprekonateľnou prekážkou, no toto číslo bude čím ďalej, tým viac rásť a komplikovať prácu vedcov.

Navigovanie kozmických lodí pri putovaní k najbližším hviezdam

Ako uvádza autor štúdie publikovanej na predtlačovom serveri arXiv, Bailer-Jones, pri cestovaní sond k najbližším hviezdam by boli vysielané signály jednoducho príliš slabé, aby mohla byť loď úspešne navigovaná zo Zeme. Medzihviezdne kozmické lode preto budú musieť byť navigované úplne autonómne, pričom musia zvládnuť presne určiť svoju polohu a rýchlosť, upraviť kurz a to všetko iba na základe informácií dostupných z palubných meracích prístrojov.

Fotografia hviezdy Proxima Centauri za pomoci Hubblovho teleskopu. Zdroj: ESA/Hubble

V práci popisuje vedec z Inštitútu Maxa Plancka v Nemecku veľmi zaujímavú metódu navigovania kozmické lode v medzihviezdnom priestore, a to iba meraním uhlových vzdialeností medzi hviezdami a ich porovnaním už s existujúcimi mapami hviezd.

„Keď sa kozmická loď vzdiali od Slnka, pozorované polohy a rýchlosti hviezd sa z dôvodu paralaxy, aberácie a Doplerovho javu zmenia, v porovnaní s pozíciami v katalógu založenom na zemských pozorovaniach“ vysvetľuje autor štúdie.

Ako paralaxa, tak i aberácia sa vzťahujú na zjavnú zmenu polohy hviezd v dôsledku pohybu Zeme, zatiaľ čo Dopplerov jav je zmena vlnovej dĺžky svetla, ku ktorej dochádza v závislosti od  pohybu pozorovaných objektov. Pri vzďaľujúcich objektoch sa vlnová dĺžka zväčší, pri približujúcich zmenší, upozorňuje Sciencealert.

Inými slovami pri cestovaní v medzihviezdnom by sme vďaka týmto javom videli inú polohu a pohyb hviezd ako pri pozorovaní zo Zeme.

Bailer-Jonesovi sa však teraz podarilo vyvinúť metódu na určenie 3D polohy a 3D rýchlosti kozmickej lode v hlbokom vesmíre pomocou katalógu hviezd. Ako sme už spomínali, jeho systém je založený na meraniach uhlových vzdialenosti medzi dvojicami hviezd a ich porovnaniach s katalógovými údajmi. Metódy postupných aproximácií potom odhalia „presnú“ polohu kozmickej lode.

Presnejšie dokáže navrhovaný systém iba z 20 hviezd určiť polohu a rýchlosť kozmickej lode s presnosťou na 3 AU (448 793 612 km) a 2 km/s. Čím  viac hviezd je k dispozícií, tým je samozrejme systém presnejší. Pri 100 hviezdach je presnosť systému už stanovená 1,3 AU a 0,7 km/s.  Zdá sa teda, že autonómne navigovanie kozmických lodí letiacich ďaleko za hranice našej slnečnej sústavy je možné.

Systém však má aj svoje muchy. Astronóm priznáva, že v práci nezohľadňuje prítomnosť dvojhviezd a ani možnosti prístrojového vybavenia.