Ciência 

GPS Cósmico nos ajudará a explorar os lugares mais distantes do espaço

Qualquer um que tenha tentado navegar a vela, ou até mesmo ler sobre as façanhas dos exploradores marítimos, entende a importância do farol. Na verdade, o feixe solitário de luz que emana da crista de um farol é uma ajuda de navegação valiosa, especialmente quando é noite.

Os engenheiros da NASA desenvolveram uma abordagem bastante semelhante, recentemente demonstrada em um experimento de navegação de raio X chamado Station Explorer para tecnologia de sincronização e navegação de raios X (SEXTANT). Mas não é para orientar os navios durante a noite; é para guiar a nave espacial robótica não tripulada através do espaço.

Primeiro, o SEXTANT requer uma fonte de radiação em um local fixo no universo, como um farol que emite um feixe de luz. E, em segundo lugar, requer um equipamento que possa detectar essa radiação e deduzir sua fonte.

Pulsares, pedaços densos e rotatórios de material que se formam como resultado da morte de uma estrela maior, são as fontes de radiação. Esta radiação não é um feixe de luz branca, no entanto, mas outro tipo de radiação eletromagnética conhecida como raios-X. E muito parecido com os flashes de luz de um farol, as emissões de raios-X dos pulsares ocorrem em intervalos regulares e precisos.

A peça de equipamento utilizada pela NASA no experimento inicial para detectar raios-X que emanam dos pulsares é chamada de Neutron-Star Interior Composition Explorer (NICER). O NICER está localizado na Estação Espacial Internacional (ISS) e é composto por 52 telescópios de raios-X e detectores de derivação de silício.

As montagens de espelho da NICER concentram os raios-X em detectores de silício para coletar dados que examinam a composição interior das estrelas de nêutrons, incluindo aquelas que parecem piscar regularmente, chamadas pulsares. Créditos: Goddard Space Flight Center da NASA / Keith Gendreau

Em poucas palavras, o SEXTANT é uma prova de conceito para um GPS cósmico de grande escala. Do mesmo modo, o GPS pode triangular a localização de um telefone celular usando satélites em órbita terrestre, o algoritmo onboard especializado da SEXTANT usou os dados do pulsar do instrumento NICER para localizar a estação espacial no espaço. E a tecnologia funcionou extremamente bem.

Na verdade, dentro de apenas oito horas de iniciar a experiência em 9 de novembro de 2017, a SEXTANT conseguiu detectar a localização do NICER à medida que ampliava a Terra na ISS a velocidades de mais de 17.500 milhas por hora. Em um comunicado de imprensa da NASA, o gerente de projeto da SEXTANT, Jason Mitchell, um tecnólogo aeroespacial no Goddard Space Flight Center da NASA, também apontou que “uma boa parcela” das determinações eram precisas dentro de três milhas.

Três milhas podem não parecer tão impressionantes quando você considera que o GPS pode localizar um telefone celular a poucos metros. Mas um alto nível de precisão não é necessário para medições no espaço, onde as distâncias entre os corpos celestes são astronômicas. “No espaço profundo, esperamos atingir precisões nas centenas de pés”, disse Mitchell.

Então, o que tudo isso significa para o futuro da viagem espacial e da exploração?

À medida que os cientistas continuam a procurar outros planetas potencialmente habitáveis ​​sobre os quais os seres humanos poderiam “configurar a loja”, a SEXTANT poderia ser uma ferramenta valiosa. Imagine se você poderia consertar algo semelhante ao NICER para uma nave espacial robotizada não tripulada. A nave espacial poderia ser enviada e usada para fazer observações e medidas em qualquer lugar em nosso sistema solar, ou o cosmos, e saberíamos sua localização exata.

Essa é uma melhoria significativa em relação aos sistemas de posicionamento atuais. Usar o GPS, por exemplo, só nos permite posicionar objetos que estão dentro e ao redor da terra. Os sinais rapidamente se tornam mais fracos à medida que os objetos se afastam dos satélites GPS. Mas com um sistema de navegação de raios-X, usando pulsares como pontos de referência, a nave espacial auto-navegável seria capaz de se aventurar muito mais.

Mitchell elabora: “Esta demonstração bem sucedida estabelece firmemente a viabilidade da navegação pulsar de raios-X como uma nova capacidade de navegação autônoma. Mostramos que uma versão madura dessa tecnologia poderia melhorar a exploração do espaço profundo em qualquer lugar dentro do sistema solar e além”. Basicamente, em qualquer lugar há pulsares, a tecnologia de navegação de raios X poderia ser usada. Isso abrange praticamente todos os planos de vôo concebíveis, da Terra aos cantos mais profundos e mais sombrios do espaço.

Mas há um pouco de trabalho a ser feito ainda para levantá-lo. A equipe dos engenheiros da NASA espera ajustar o equipamento, concentrando-se na redução do tamanho, peso e requisitos de energia e melhorando a sensibilidade dos instrumentos. O primeiro porto de escala é melhorar o software operacional em preparação para um segundo experimento em 2018.

A equipe é muito esperançosa sobre as perspectivas da SEXTANT. “Esta demonstração é um avanço para a futura exploração do espaço profundo”, afirmou Mitchell. Na verdade, muito parecido com os exploradores náuticos de há muito tempo, os engenheiros da NASA estão ansiosos para ver exatamente onde SEXTANT os levará.

Fonte: SingularityHub

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