Большинство людей, которым приходится часто ездить по незнакомым местам и в незнакомые города, наверное и представить себе не могут, как они обходились раньше без подсказок навигационной программы на базе системы GPS. Теперь на очереди стоит создание космической навигационной системы, над которой работают специалисты НАСА и которая позволит достаточно точно определять местоположение космического аппарата, находящегося в любом уголке Солнечной системы и за ее пределами.

В настоящее время космические корабли полностью зависят от сигналов, передаваемых с Земли, где установлено оборудование, позволяющее определить положение космического аппарата в пространстве. Но, по мере удаления аппарата от Земли этот метод становится все менее и менее точным.

Для того, чтобы убрать зависимость точности определения местоположения от расстояния специалисты НАСА планируют использовать сигналы от пульсаров, квазаров и нейтронных звезд - чрезвычайно плотных, массивных и высокоэнергетических космических объектов, излучающих в космос мощнейшие сигналы в различных диапазонах электромагнитных волн. Навигационная система, использующая эти сигналы в качестве опорных маяков, не будет зависеть от местоположения космического корабля, невзирая даже на то, как далеко в космос ему удалось забраться.

Некоторые нейтронные звезды, называемые пульсарами, вращаются вокруг своей оси с чрезвычайно большой скоростью. Поэтому сигнал, который излучает пульсар, модулируется с частотой, которая соответствует частоте его вращения, что позволяет точно и однозначно идентифицировать этот пульсар. Космический корабль, обнаруживая с помощью точного датчика сигналы от известных пульсаров, вычисляет направление на каждый пульсар и с помощью не очень сложных математических расчетов вычисляет свое текущее местоположение.



"Из-за достаточно большого количества пульсаров их сигналы доступны для обнаружения из любой точки пространства, из любого места, куда в будущем планируют добраться люди" - рассказывает Кен Жандро (Ken Gendreau), ведущий ученый НАСА, принимающий участие в проекте по созданию космической GPS.

Жандро и его команда планируют проверить работу системы космической навигации, которая в виде опытного устройства будет отправлена на борт Международной Космической Станции (МКС) в 2017 году. А программа, в рамках которой ведется создание навигационной системы, называется Station Explorer for X-ray Timing and Navigation Technology (NICER/SEXTANT).

Помимо отработки навигационных технологий, инструменты NICER/SEXTANT будут использоваться учеными-астрономами для более глубокого изучения нейтронных звезд. Нейтронные звезды образуются, когда массивные и сверхмассивные звезды полностью вырабатывают все топливо, за счет которого поддерживаются происходящие в них ядерные реакции. После этого звезда погибает во время взрыва сверхновой, а на месте звезды остается "огарок" от ее ядра - нейтронная звезда, которая является источником сильнейших магнитных, электрических полей, выбросов излучения и материи в окружающее пространство.

Чайная ложка вещества, из которого состоят нейтронные звезды, на Земле весила бы более одного миллиарда тонн. Если бы нейтронная звезда каким-то образом могла немного увеличить свою плотность, то она неминуемо превратилась бы в черную дыру. Вполне естественно, что ни в какой лаборатории или в недрах самого мощного ускорителя на Земле невозможно воспроизвести условия, повторяющие условия на поверхности и внутри нейтронной звезды, из-за этого ученые могут изучать нейтронные звезды с большого расстояния, используя всевозможные астрономические инструменты, к которым скоро присоединятся и инструменты системы NICER/SEXTANT.