Las computadoras a bordo de las naves espaciales pueden determinar sus posiciones utilizando una combinación de datos enviados desde el suelo y, para aquellos más cercanos a la Tierra, GPS/GNSS. (Consulte esta respuesta y esta pregunta para obtener recursos).
El artículo de Science Daily La navegación de rayos X podría abrir nuevas fronteras para las naves espaciales robóticas describe el uso de NICER de los datos de tiempo recopilados de púlsares de milisegundos utilizando su telescopio de rayos X para generar una solución para su órbita alrededor de la Tierra, sin ayuda. Por supuesto, puede usar una efemérides incorporada (para el Sistema Solar, así como para las tasas y épocas de púlsares) y un modelo de propagación de la órbita de la Tierra (algo así como SPG4), pero creo que fue "con los ojos vendados" y se le pidió que generara su órbita y real- posición temporal dentro de ella utilizando únicamente rayos X.
NICER es actualmente una carga útil en la ISS, técnicamente no es una nave espacial en sí misma, por lo que realmente resuelve la órbita y la posición de la ISS.
Pregunta: Me pregunto si esta es la primera vez que un sistema civil en el espacio resuelve con precisión su propia órbita y posición usando solo efemérides y sus propias observaciones en el espacio, sin usar transmisiones de datos de estaciones terrestres o GPS u otra navegación generada artificialmente. señales?
He mencionado "civil" varias veces porque me gustaría excluir las discusiones sobre misiles balísticos intercontinentales, etc., así como la navegación inercial. Agregué la etiqueta de espacio profundo porque la utilidad de la navegación de rayos X es especialmente importante lejos de la Tierra, aunque ciertamente podría usarse en situaciones de emergencia o inusuales en el espacio cis-lunar.
Puede ver varias imágenes de NICER (así como un video) en this y this question.
Extractos del artículo, vale la pena leer el artículo completo para obtener información adicional:
En una primicia tecnológica, un equipo de ingenieros de la NASA ha demostrado la navegación de rayos X totalmente autónoma en el espacio, una capacidad que podría revolucionar la capacidad de la NASA en el futuro para pilotar naves espaciales robóticas hasta los confines del sistema solar y más allá.
La demostración, que el equipo llevó a cabo con un experimento llamado Station Explorer for X-ray Timing and Navigation Technology, o SEXTANT, mostró que los púlsares de milisegundos podrían usarse para determinar con precisión la ubicación de un objeto que se mueve a miles de millas por hora en el espacio. -- similar a cómo el Sistema de Posicionamiento Global, ampliamente conocido como GPS, brinda servicios de posicionamiento, navegación y sincronización a los usuarios en la Tierra con su constelación de 24 satélites operativos.
"Esta demostración es un gran avance para la futura exploración del espacio profundo", dijo el director del proyecto SEXTANT, Jason Mitchell, tecnólogo aeroespacial del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "Como los primeros en demostrar la navegación de rayos X de forma totalmente autónoma y en tiempo real en el espacio, ahora estamos liderando el camino".
Esta tecnología proporciona una nueva opción para la navegación en el espacio profundo que podría funcionar en conjunto con los sistemas ópticos y de radio basados en naves espaciales existentes.
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Manifestación del Día de los Veteranos
En la demostración de SEXTANT que tuvo lugar durante el feriado del Día de los Veteranos en 2017, el equipo de SEXTANT seleccionó objetivos de púlsar de cuatro milisegundos (J0218+4232, B1821-24, J0030+0451 y J0437-4715) y ordenó a NICER que se orientara para que podía detectar rayos X dentro de sus barridos haces de luz. Los púlsares de milisegundos utilizados por SEXTANT son tan estables que los tiempos de llegada de sus pulsos se pueden predecir con precisiones de microsegundos para años en el futuro.
Durante el experimento de dos días, la carga útil generó 78 mediciones para obtener datos de tiempo, que el experimento SEXTANT introdujo en sus algoritmos integrados especialmente desarrollados para unir de forma autónoma una solución de navegación que reveló la ubicación de NICER en su órbita alrededor de la Tierra como una estación espacial. carga útil. El equipo comparó esa solución con los datos de ubicación recopilados por el receptor GPS integrado de NICER.
El objetivo era demostrar que el sistema podía ubicar NICER dentro de un radio de 10 millas mientras la estación espacial giraba alrededor de la Tierra a poco más de 17,500 mph. Dentro de las ocho horas posteriores al inicio del experimento el 9 de noviembre, el sistema convergió en una ubicación dentro del rango objetivo de 10 millas y permaneció muy por debajo de ese umbral durante el resto del experimento, dijo Mitchell. De hecho, "una buena parte" de los datos mostró posiciones que tenían una precisión de tres millas.
Por lo que puedo decir, es la primera vez que se demuestra en órbita. Hay una serie de otras formas que se han hecho en al menos una simulación o en papel. Éstos incluyen:
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