Nawigator

Tam nie ma GPS-u

Dziś sondy poza orbitą okołoziemską nawiguje się głównie z Ziemi. Sieć Deep Space Network NASA – wielkie anteny pod Goldstone w Kalifornii, Madrytem i Canberrą, rozmieszczone tak, by zawsze któraś była zwrócona ku danej sondzie – mierzy odległość, notując czas przelotu sygnałów radiowych, a prędkość z przesunięcia Dopplera. W połączeniu z dokładnymi modelami grawitacji pozwala to planować korekty kursu z zadziwiającą precyzją.

Na pokładzie szukacze gwiazd fotografują niebo i porównują je z katalogami, by ustalić, w którą stronę zwrócony jest statek, a żyroskopy i akcelerometry śledzą ruch między kolejnymi pomiarami.

Nawigacja według pulsarów

Pulsary to szybko wirujące gwiazdy neutronowe wysyłające impulsy regularne jak zegar atomowy. W latach 2017–2018 eksperyment SEXTANT NASA, korzystający z teleskopu rentgenowskiego NICER na ISS, pokazał autonomiczną nawigację opartą na impulsach pulsarów, ustalając położenie stacji z dokładnością do około 10 kilometrów. Dzięki takim metodom statek daleko od Ziemi mógłby sam określić swoje położenie, nie czekając na instrukcje.

Nawigator korzysta też z grawitacji: asysta grawitacyjna, czyli „proca”, zakrzywia tor statku wokół planety, by zyskać lub stracić prędkość bez zużycia paliwa. Voyager 2 wykorzystał rzadki układ planet, by odwiedzić Jowisza, Saturna, Urana i Neptuna.

Wachta na mostku (spekulacja)

Na załogowym statku lecącym na Marsa lub dalej nawigator głównie nadzorowałby oprogramowanie, porównywał niezależne oszacowania położenia i planował korekty oraz odpalenia silników. Przy opóźnieniu łączności sięgającym minut albo godzin pilne decyzje załoga musiałaby podejmować sama. Prawdziwe loty międzygwiezdne pozostają daleko poza zasięgiem dzisiejszej techniki: najbliższy układ gwiezdny, Alfa Centauri, leży około 4,37 roku świetlnego od nas, a Voyager 1 pokonywałby tę odległość przez dziesiątki tysięcy lat.