Bayangkan pemandangannya: Masa depan yang tidak terlalu jauh dan umat manusia telah mulai membangun koloni dan habitat di seluruh tata surya kita. Kami bersiap untuk mengambil langkah besar berikutnya ke hal yang tidak diketahui - benar-benar meninggalkan perlindungan nyaman heliosfer Matahari dan menjelajah ke ruang antarbintang. Namun, sebelum masa depan ini terjadi, ada hal penting yang sering diabaikan dalam diskusi tentang hal ini.
Navigasi.
Seperti halnya para pelaut yang pernah menggunakan bintang-bintang untuk bernavigasi ke laut, para pelancong ruang angkasa mungkin dapat menggunakan bintang-bintang itu untuk menjelajahi tata surya. Kecuali bahwa kali ini, bintang-bintang yang kita gunakan akan mati. Kelas spesifik bintang neutron yang dikenal sebagai pulsar, ditentukan oleh pulsa radiasi berulang yang dipancarkannya. Caranya, menurut sebuah makalah baru-baru ini, mungkin menggunakan pulsar sebagai bentuk antarplanet - dan mungkin bahkan antarbintang - GPS.
Banyak teori dan ide tentang mesin pesawat ruang angkasa. Yayasan seperti Icarus Interstellar sangat mendukung pengembangan sistem propulsi baru, dengan beberapa sistem seperti pendorong VASIMR tampak agak menjanjikan. Sementara itu, roket fusi diharapkan dapat membawa penumpang dalam perjalanan bolak-balik dari Bumi ke Mars hanya dalam 30 hari, dan para peneliti di tempat lain bekerja pada drive warp kehidupan nyata, tidak seperti yang kita semua tahu dan sukai dari film.
GPS antarplanet
Tetapi navigasi sama pentingnya. Lagipula, ruang sangat meleleh dan sebagian besar kosong. Prospek tersesat dalam kekosongan, sejujurnya, menakutkan.
Sampai saat ini, ini belum benar-benar menjadi masalah, terutama karena kami hanya mengirim segelintir kerajinan melewati Mars. Sebagai hasilnya, kami saat ini menggunakan kecelakaan teknik yang berantakan untuk melacak pesawat ruang angkasa dari sini di Bumi - pada dasarnya melacak mereka dengan teleskop sambil sangat bergantung pada lintasan yang direncanakan. Ini juga hanya seakurat instrumen kita di Bumi ini, yang berarti bahwa ketika sebuah pesawat semakin jauh, ide kita tentang di mana tepatnya itu menjadi semakin kurang akurat.
Ini semua baik dan bagus ketika kita hanya memiliki beberapa pesawat untuk dilacak, tetapi ketika perjalanan ruang angkasa menjadi lebih mudah dicapai dan penumpang manusia terlibat, rute segala sesuatu melalui Bumi akan mulai menjadi semakin sulit. Ini khususnya terjadi jika kita berencana untuk meninggalkan batas-batas bintang rumah kita - Voyager 2 saat ini berjarak lebih dari 14 jam cahaya, yang berarti bahwa transmisi berbasis Bumi memerlukan waktu lebih dari setengah hari untuk mencapainya.
Menavigasi Bumi dengan teknologi modern cukup sederhana berkat jajaran satelit GPS yang kami miliki di orbit di seluruh dunia. Satelit-satelit tersebut secara konstan mentransmisikan sinyal yang, pada gilirannya, diterima oleh unit GPS yang mungkin Anda miliki di dashboard mobil atau di saku Anda. Seperti halnya semua transmisi elektromagnetik lainnya, sinyal-sinyal itu bergerak dengan kecepatan cahaya, memberikan sedikit keterlambatan antara ketika mereka ditransmisikan dan ketika mereka diterima. Dengan menggunakan sinyal dari 4 satelit atau lebih dan mengatur waktu penundaan itu, unit GPS dapat menentukan lokasi Anda di permukaan bumi dengan akurasi luar biasa.
Sistem navigasi pulsar yang diusulkan oleh Werner Becker, Mike Bernhardt, dan Axel Jessner di Max Planck Institute, bekerja dengan cara yang sangat mirip, menggunakan pulsa yang dipancarkan oleh pulsar. Dengan mengetahui posisi awal dan kecepatan pesawat ruang angkasa Anda, merekam pulsa-pulsa itu, dan memperlakukan Matahari sebagai titik referensi tetap, Anda dapat menghitung lokasi pasti Anda di dalam tata surya.
Mempertimbangkan Matahari yang akan diperbaiki dengan cara ini secara teknis disebut sebagai kerangka referensi inersia, dan jika Anda mengimbangi gerakan Matahari melalui galaksi kita, sistem masih bekerja dengan sangat baik ketika meninggalkan tata surya! Yang Anda butuhkan hanyalah melacak minimal 3 pulsar (idealnya 10, untuk hasil yang paling akurat), dan Anda dapat menentukan lokasi Anda dengan akurasi yang mengejutkan!
Yang cukup menarik, gagasan untuk menggunakan pulsar sebagai beacon navigasi telah dimulai sejak 1974, terutama tidak lama setelah Carl Sagan menggunakan pulsar untuk menunjukkan lokasi Bumi pada plak yang terpasang pada probe ruang angkasa Pioneer 10 dan 11. Jika Proyek Daedalus pernah dibangun, itu mungkin telah dilengkapi dengan sistem yang tidak seperti yang dijelaskan di sini.
Pengepakan untuk jangka panjang
Becker dan rekan-rekannya melihat berbagai jenis pulsar yang terlihat di langit, dan memilih jenis yang dikenal sebagai pulsar bertenaga rotasi sebagai jenis terbaik untuk digunakan untuk sistem penentuan posisi galaksi. Secara khusus, sub-tipe yang dikenal sebagai pulsar milidetik ini ideal. Menjadi lebih tua dari kebanyakan pulsar mereka memiliki medan magnet yang lemah, yang berarti mereka membutuhkan waktu lama untuk memperlambat laju putaran mereka - membantu pulsar bermagnet kuat kadang-kadang dapat mengubah kecepatan rotasi mereka tanpa peringatan.
Dengan pulsar yang tak terhitung jumlahnya untuk dipilih, pertanyaannya berubah menjadi bagaimana Anda bisa melengkapi pesawat ruang angkasa Anda untuk melacaknya. Pulsar paling mudah ditemukan dalam sinar-X atau gelombang radio, jadi ada sedikit pilihan yang mungkin lebih baik untuk digunakan. Pada dasarnya, itu semua menjadi pertanyaan seberapa besar pesawat ruang angkasa Anda.
Kendaraan yang lebih kecil, lebih mirip pesawat ruang angkasa modern, akan lebih baik menggunakan x-ray untuk melacak pulsar. Cermin sinar-X, seperti yang digunakan pada teleskop ruang angkasa yang mengorbit, ringkas dan ringan, artinya hanya sedikit yang dapat ditambahkan untuk sistem navigasi tanpa menambah massa keseluruhan pesawat sebanyak itu. Mereka mungkin memiliki kelemahan kecil yaitu mereka mudah rusak oleh sumber sinar-x yang terlalu terang, ini tidak akan menjadi masalah kecuali dalam keadaan yang tidak menguntungkan.
Di sisi lain, jika Anda mengemudikan sebuah kapal ruang angkasa besar antar planet atau bahkan bintang, Anda mungkin akan lebih baik menggunakan gelombang radio. Dalam frekuensi radio, kita tahu lebih banyak tentang cara kerja pulsar, serta mampu mengukurnya dengan tingkat akurasi yang lebih tinggi. Satu-satunya kelemahan di sana adalah bahwa teleskop radio yang harus Anda pasang di kapal Anda akan membutuhkan luas setidaknya 150 m². Tapi kemudian, jika Anda menerbangkan kapal luar angkasa, ukuran seperti itu mungkin tidak akan membuat banyak perbedaan.
Sangat menarik untuk mengingat cara para astronom sering menggunakan analogi pulsar menjadi "seperti mercusuar" ketika menjelaskan mengapa mereka tampak berdenyut. Jika suatu hari kita menemukan diri kita menggunakan mereka sebagai alat bantu navigasi yang sebenarnya, analogi itu mungkin memiliki arti yang sama sekali baru!
Gambar digunakan di sini dengan izin baik dari Adrian Mann dari Icarus Interstellar, yang galeri lengkapnya dapat dilihat online di bisbos.com
