ملاحة بولسار: قيادة الطائرات بمساعدة النجوم

مركبة فضائية مع ملاحة GPS نابضة متكاملة

في الأيام الماضية ، أبحر القباطنة سفنهم فوق المحيطات بمساعدة النجوم. شريطة عدم غيوم السماء ، كان هذا وضع تنقل موثوق ودقيق. اليوم ، تم استبدال هذا في الغالب بـ GPS. لكن النجوم قد تعود قريبًا من خلال ما يسمى بالملاحة النابضة.

ناقشنا أولا إمكانيةالصحافة الملاحة في عام 2013. للمراجعة السريعة ، النجوم النابضة هي نجوم نيوترونية سريعة الدوران تنبعث منها إشعاعات كهرومغناطيسية من أقطابها المغناطيسية. نظرًا لأن الأقطاب المغناطيسية لا تصطف مع محور الدوران ، فإن الحزم تكتسح الفضاء مع كل دوران. ضرب حوالي ألف نجم نابض معروف الأرض أثناء القيام بذلك. ينتج عن هذا نبضات مستقرة جدًا بفترات تتراوح بين 1.4 مللي ثانية إلى 8.5 ثانية. وفقًا لشهر أكتوبر 2014دراسة الجدوى بقيادة Henk Hesselink من مختبر الطيران الوطني (NAL) في أمستردام ، يمكن استخدام الإشارات الواردة من النجوم النابضة ومواقعها المعروفة لإنشاء بديل لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS). أطلق عليها الباحثون اسم ملاحة النجوم ويقومون بتطويرها للطائرات بشكل أساسي.



نظرًا لعدم الحاجة إلى أقمار صناعية ، فإن الملاحة النجمية موثوقة وغير مكلفة نسبيًا. النجوم النابضة الألف المعروفة موزعة بالتساوي في السماء. يمكن استقبال إشارات النجوم النابضة في جميع الأوقات ولا تتأثر بشكل كبير بالطقس. على الرغم من أن الإشارات تتأثر بضوضاء من صنع الإنسان ، إلا أن تعطيل الإشارات عمدًا أمر صعب. تستخدم النجوم النابضة نطاقًا تردديًا أوسع بكثير من الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، في حين أن الترددات القليلة التي تستخدمها أقمار GPS الصناعية يمكن استهدافها وتعطيلها بسهولة أكبر.



إشارة من نجم نابض دوار

ستكون هذه التكنولوجيا أول تطبيق عملي مباشر للتلسكوبات الراديوية. ومع ذلك ، فإن تصميم الهوائيات لاستقبال الإشارات يمثل تحديًا. إشارات النجم النابض أضعف بمليون مرة من إشارات GPS. تُفقد الأولى بسهولة في ضوضاء الخلفية ، أو تتأثر بالاتصالات الخاصة بنا والأجهزة الكهرومغناطيسية ، مثل أجهزة الميكروويف. حتى وقت قريب ، فقط التلسكوبات الراديوية الكبيرة يمكنها التمييز بين النبضات والضوضاء. تستخدم هذه التلسكوبات هوائيات مصفوفة متعددة الأطوار لمراقبة ترددات متعددة في وقت واحد في اتجاه معين.



لحل هذه المشكلة ، جمعت NAL اتحادًا من الباحثين من الجامعات ومختبرات الأبحاث في أوروبا ، مع خلفيات متنوعة تغطي مجالات مثل الفضاء والإلكترونيات والهوائيات ومعالجة الإشارات. هدفهم هو استقبال إشارات النجم النابض بهوائيات صفيف مرحلية أصغر من بنس واحد. لقد حققوا بالفعل توطينًا جديرًا بالثقة بعد تحسين بنية الهوائيات ومعالجة الإشارات والخوارزميات. باستخدام النجوم النابضة ذات فترات ملي ثانية ، تمكن الكونسورتيوم من أخذ حوالي ألف عينة في الثانية - مما مكنهم من التمييز بشكل موثوق بين النجم النابض وضوضاء الخلفية.

يأمل الباحثون أن يظهروا قريبًا أن الملاحة بإشارة النجوم النابضة ستحقق نتائج أفضل من استخدام إشارة GPS. المشروع البحثي هو جزء من FP7 الأوروبي - برنامج عمل الطيران والنقل الجوي (AAT).

مرة أخرى في شهر مارس ، أعلنت داربا أنها تطور نموذجًا من ملاحة GPS بدون استخدام الأقمار الصناعية أيضًا ، على الرغم من أنه كان أقل وضوحًا بشأن تفاصيل المشروع.



Copyright © كل الحقوق محفوظة | 2007es.com