Um astrônomo imaginou um sistema de navegação no espaço interestelar

É verdade que ainda estamos muito longe de viajar no espaço interestelar. No entanto, mesmo que os astronautas não embarquem em uma espaçonave em breve para se juntar a um exoplaneta, a raça humana já conseguiu enviar naves não tripuladas para além do limite do sistema solar. De fato, temos a sonda Voyager 1 que está no espaço entre as estrelas desde 2012, e a Voyager 2 que entrou em 2018. Além disso, a sonda New Horizons também não está longe de cruzar a heliopausa, ou seja, a barreira que limita nosso sistema solar.

Um dos problemas que surgem ao viajar no espaço interestelar, mesmo para uma nave robótica, é a navegação. No entanto, com a distância entre uma nave espacial de partida e a Terra crescendo ao longo do tempo, torna-se muito longo e muito difícil, se não impossível, receber sinais de comando do nosso planeta. Assim, é necessário dispor de um meio de navegação que permita a qualquer nave espacial orientar-se de forma autónoma. É com isso em mente que o astrônomo Coryn AL Bailer-Jones demonstrou que é possível se orientar automaticamente com base nas posições das estrelas próximas ou distantes, bem como no deslocamento da luz dessas estrelas. .

Segundo Bailer-Jones, uma nave interestelar terá que navegar de forma autônoma e usar as informações adquiridas para decidir, por exemplo, se fará correções de rumo. Tal navio precisa ser capaz de determinar sua posição e velocidade usando apenas seus instrumentos de bordo.

O método proposto por Bailer-Jones

Bailer-Jones, que trabalha no Instituto Max Planck de Astronomia na Alemanha, usou um catálogo de estrelas para mostrar que era possível obter as coordenadas de seis dimensões de uma espaçonave com muita precisão, a partir de mudanças nas posições dessas estrelas vistas por o dispositivo. Essas coordenadas de seis dimensões são compostas por três parâmetros espaciais e três parâmetros de velocidade.

Em seu artigo, que está acessível no servidor de pré-impressão arXiv, Bailer-Jones afirma que à medida que a nave se afasta do Sol, as posições e velocidades observadas das estrelas mudarão do que pode ser visto. Terra. Essas alterações são devidas à paralaxe, aberração, bem como ao efeito Doppler. Apenas medindo as distâncias angulares entre pares de estrelas e comparando-as com o que temos no catálogo, podemos obter as coordenadas da nave usando um determinado processo de modelagem.

Os primeiros resultados

Tanto a paralaxe quanto a aberração correspondem à aparente mudança nas posições das estrelas devido ao movimento da Terra. Quanto ao efeito Doppler, corresponde à mudança no comprimento de onda da luz proveniente de uma estrela, dependendo se ela parece estar se aproximando ou se afastando. Todos esses efeitos são baseados nas posições relativas de dois objetos; um terceiro objeto, que é a nave, verá assim um arranjo diferente de estrelas.

Para testar seu sistema, Bailer-Jones usou primeiro um catálogo simulado de estrelas. Em seguida, utilizou o catálogo Hipparcos de estrelas próximas, compilado em 1997. Com 20 estrelas, o sistema conseguiu determinar a posição e a velocidade de uma nave com precisão de 3 unidades astronômicas e 2 km/s. Sabemos que é possível aumentar a precisão do sistema aumentando o número de estrelas. Por exemplo, com 100 estrelas, a precisão é de 1,3 unidades astronômicas e 0,7 km/s.

Ainda há algumas coisas a melhorar para que este sistema seja totalmente eficaz. No entanto, este já é um passo muito importante para o futuro da exploração espacial.