Представете си, че сте астронавт, който пътува към Марс. Изведнъж електронните навигационни системи отказват, а връзката със Земята е прекъсната. Как ще разберете къде се намирате и как да се върнете обратно?
Един от възможните отговори се крие в инструмент, използван от моряците от около три века – секстанта.
На пръв поглед той изглежда като реликва от друга епоха. Но този оптичен инструмент може да измерва ъгъла между небесни тела и хоризонта, а получените данни могат да бъдат използвани за определяне на местоположението, предаде Би Би Си.
Именно този принцип на небесната навигация отново привлича вниманието на НАСА, докато агенцията разработва технологии за все по-далечни космически мисии.
Какво представлява секстантът?
Секстантът е ръчен оптичен инструмент за измерване на ъгли. Той използва огледала, чрез които наблюдателят може да съвмести изображението на небесно тяло – например звезда, Слънцето или планета – с хоризонта или друг ориентир.
След това измереният ъгъл се използва заедно с точното време и астрономически данни, за да бъде изчислено местоположението на наблюдателя.
Така моряците в продължение на векове са можели да се ориентират в открито море, далеч от сушата.
Принципът се оказва приложим и извън Земята. В космоса звездите и планетите също могат да служат като ориентири.
От корабите към космическите мисии
За астронавтите небесната навигация има особено значение при полети далеч от Земята. Колкото по-далеч се намира космическият кораб, толкова по-важно става да разполага с независими начини за определяне на местоположението си.
Грег Холт, мениджър на навигационната система на космическия кораб „Орион“ и мисиите „Артемида“, обяснява, че при по-далечни полети астронавтите не могат да разчитат на всички навигационни технологии, използвани около Земята.
Затова НАСА отново обръща внимание на класическите методи за ориентиране по звездите.
Още по време на ранните космически програми през 60-те години на миналия век астронавтите са използвали небесна навигация. Идеята е била да разполагат с начин за ориентиране, ако възникне проблем с комуникацията или други навигационни системи.
По време на мисията „Джемини XII“ през 1966 г. Бъз Олдрин използва ръчен секстант за навигационни измервания, след като възниква проблем с радара.
По време на „Аполо 13“ през 1970 г. Джим Ловел също използва наблюдение на Земята като част от навигацията на екипажа. Мисията претърпява сериозна авария, след като кислороден резервоар експлодира, а астронавтите трябва да намерят начин да се върнат безопасно на Земята.
Експериментът на Международната космическа станция
През 2018 г. НАСА провежда експеримент, за да провери доколко практично е използването на ръчен секстант в космоса.
Астронавтите Серена Аунън-Чансълър и Александер Герст на Международната космическа станция правят измервания със секстант в условията на микрогравитация.
Целта е да се провери дали инструментът може да бъде използван като аварийно резервно средство за навигация, ако бъде изгубена комуникацията със Земята.
Резултатите са достатъчно добри, за да покажат, че ръчният секстант може да осигури необходимите измервания за определяне на положението на космически кораб.
Астронавтите съобщават и че инструментът е сравнително удобен за използване в условията на микрогравитация.
Самият секстант, използван за експеримента, е подобен на традиционните морски инструменти. Направени са обаче някои промени за използване в космоса. Ръбовете са заоблени, за да се намали рискът от повреждане на оборудването или нараняване на астронавтите, а инструментът може да бъде закрепен, за да не се носи свободно в кабината.
Секстантът срещу високите технологии
Разбира се, НАСА не разчита на секстанта като основен навигационен инструмент.
Космическият кораб „Орион“ разполага с модерна оптична навигационна система. Камери наблюдават звездите, Земята и Луната, а получените изображения се обработват, за да се определят положението и движението на космическия кораб.
По този начин съвременната технология автоматизира принцип, който секстантът използва от векове – измерване на положението на небесните тела спрямо космическия кораб.
Оптичната навигационна система на „Орион“ служи като резервна възможност, ако комуникацията и навигационната поддръжка от Земята бъдат загубени.
По време на мисиите „Артемида“ системата се активира периодично, за да се проверява работата ѝ и да се събират данни за нейната ефективност.
Но ако високотехнологичната система също не може да бъде използвана, ръчният секстант предоставя друг начин за получаване на навигационни измервания.
Всеки грам има значение
По време на подготовката за мисията „Артемида II“ до Луната преносим секстант за аварийни ситуации е бил държан в готовност.
При необходимост той е можел да бъде поставен на борда в последния момент. Причината да не бъде част от стандартното оборудване е свързана с ограничената маса, която космическият кораб може да носи.
Свързана новина
„Всеки грам маса е от значение при летене в космически мисии“, обяснява Холт.
След изстрелването астронавтите няма да разполагат непременно с този преносим инструмент. Те обаче са обучени и на други методи за наблюдение на небесните тела с невъоръжено око.
Един от тях е наблюдението на моменти, в които определени звезди изчезват зад Земята или Луната. Такива наблюдения могат да се използват като ориентир за приблизителното местоположение на космическия кораб.
Навигация към Марс
При бъдещи мисии до Марс навигацията по небесни тела може да придобие още по-голямо значение.
Според Холт астронавтите биха могли да използват не само звезди и съзвездия, но и астероиди като ориентири. Ако предварително е известно къде трябва да се намира даден астероид спрямо определени звезди, екипажът може да го открие, да направи измервания и да сравни резултатите с очакваното положение.
Ако има разминаване, данните могат да бъдат използвани за коригиране на курса.
Основният принцип остава същият – наблюдение на небесните тела и използване на геометрични зависимости, за да се определи местоположението.
Три века по-късно
Секстантът няма да замени съвременните компютърни и оптични системи на НАСА. Неговата роля е различна – да осигури независим резервен метод за навигация, който не разчита на същите технологии като основните системи.
Именно това прави стария морски инструмент интересен и за бъдещите космически мисии.
„Независимо дали го правим ръчно със секстант или с високотехнологична камера, за мен е очарователно, че много от тези техники са свързани и имат общо наследство и математически основи“, казва Холт.
Така принцип, използван от моряците за ориентиране в открито море, продължава да намира приложение в епохата на космическите полети – дори когато целта е не следващото пристанище, а Луната, Марс и още по-далечни части на Слънчевата система.
Изберете bTV Новините като ваш любим източник в Google
