Espaço

GPS espacial determinação localização da ISS no cosmos

Redação do Site Inovação Tecnológica -  07/02/2018

O equipamento é formado por "espelhos" que concentram os raios X dos pulsares e os dirigem para sensores de silício.[Imagem: K. Gendreau/NASA/Goddard]

GPS espacial

Um sistema inédito de localização espacial determinou seu endereço no cosmos detectando emissões periódicas de raios X emanadas de estrelas de nêutrons distantes, localizadas em outras galáxias.

A viabilidade da técnica foi testada a bordo da Estação Espacial Internacional, fornecendo a localização cósmica da Estação com uma precisão de 10 km, o que é muito bom para dimensões medidas em unidades astronômicas ou mesmo em anos-luz.

Enquanto a localização de objetos aqui na Terra pode ser obtida com precisão por meio de sistemas como GPS (EUA), Galileo (Europa) Glonass (Rússia) e Beidou (China), todos baseados em satélites artificiais em órbita do planeta, fazer com que uma sonda espacial descubra onde está no espaço é um desafio bem mais complicado. Afinal, não dá para colocar uma constelação de satélites em volta da galáxia - pelo menos não ainda.

Pulsares como relógios

A solução adotada pelo experimento SEXTANT (sigla em inglês para Estação Exploratória para Tecnologia de Temporização e Navegação por Raios X) foi inspirada na técnica usada para medir a aceleração do Universo. A diferença é que, enquanto a aceleração do Universo usa as supernovas Tipo Ia como referência, o novo equipamento observa as emissões periódicas de pulsares, estrelas de nêutrons tão distantes que parecem fixas e que emitem pulsos periódicos de radiação tão precisos que funcionam como os tique-taques de um relógio - por isso eles são chamados de pulsares de milissegundos.

Esses pulsares de milissegundos têm um nível de precisão similar ao dos relógios atômicos a bordo dos satélites do tipo GPS. Esses relógios atômicos fornecem um registro da hora em cada sinal enviado pelos satélites de posicionamento, permitindo que um receptor na Terra descubra sua localização comparando os tempos de chegada dos sinais de múltiplos satélites.

Conhecendo-se as várias frequências e localizações de vários pulsares, pode-se usar o mesmo mecanismo para determinar a localização de uma nave espacial.

GPS interplanetário a bordo da Estação Espacial Internacional [Imagem: NASA/Goddard]

Aumento da precisão

Durante o teste, o SEXTANT apontou seu telescópio sequencialmente para cinco pulsares de milissegundos diferentes, usando os dados para determinar a posição da Estação Espacial Internacional. Cada processo de localização levou 8 horas para ser realizado e a margem de erro média foi de 10 km.

A equipe espera reduzir a margem de erro para menos de 1 km até o fim deste ano e afirma que o tempo de 8 horas é aceitável para determinar a posição de naves e sondas espaciais cujos comandos são planejados com até meses de antecedência.

Bibliografia:

Pulsar Navigation with NICER/SEXTANT
Keith C. Gendreau
Proceedings of the 231st American Atronomical Society Meeting