New Horizons успешно провел первый тест звездной навигации в глубоком космосе
Космический аппарат NASA New Horizons успешно завершил первый операционный тест звездной навигации в глубоком космосе. Находясь на расстоянии более 8,8 миллиардов километров от Земли и двигаясь через пояс Койпера, миссия использовала эффект звездного параллакса, чтобы определить свое положение относительно двух ближайших звезд — Проксимы Центавра и Wolf 359.
Этот эксперимент наглядно продемонстрировал, как межпланетный зонд может автономно определять свое местоположение во внешней Солнечной системе без прямого использования радиосигналов с Земли.
Ученые сравнили изображения, сделанные одновременно New Horizons и наземными обсерваториями, и зафиксировали небольшое видимое угловое смещение этих звезд, вызванное наблюдением с двух удаленных точек в космосе. Этот эффект, известный как параллакс, хорошо изучен в астрономии, но ранее никогда не применялся в столь отдаленном операционном контексте. Результаты показали, что даже с инструментами, не предназначенными специально для этой задачи, позицию аппарата можно определить с точностью до примерно 6,6 миллиона километров.
Хотя тест не предоставил данных астрометрической точности, его демонстрационная ценность высока. Возможность вычислять положение зонда в глубоком космосе, анализируя окружающее звездное небо, открывает перспективы для автономной навигации в будущих миссиях за пределами Солнечной системы.
Параллакс как инструмент космической навигации
В основе эксперимента лежит принцип параллакса — видимого смещения положения звезды при наблюдении с двух разных точек. Выбранные цели, Проксима Центавра (4,2 световых года от Земли) и Wolf 359 (7,86 световых года), являются одними из ближайших к нам и достаточно яркими для обнаружения инструментами зонда.
Сравнение снимков, полученных New Horizons и с Земли, позволило определить положение аппарата с точностью, сопоставимой с погрешностью в 66 см на расстоянии между Нью-Йорком и Лос-Анджелесом.
Хотя метод концептуально прост, он требует благоприятных условий наблюдения и точных расчетов. Используя трехмерную модель локального звездного окружения, команда смогла преобразовать данные параллакса в оценку местоположения зонда. Главное преимущество этого подхода — возможность определять позицию в космосе, полагаясь только на астрономические наблюдения, без прямой связи с Землей.
Пока достигнутая точность недостаточна для практического применения в навигации, но эксперимент подтвердил перспективность метода. Специализированное оборудование, более длительные экспозиции или использование сети опорных звезд могут значительно повысить точность измерений.
Новый этап для New Horizons
Целью эксперимента был не сбор научных данных, а наглядная демонстрация эффекта параллакса с борта зонда, направляющегося в межзвездное пространство. Как отметил ведущий автор исследования Тод Лауэр из NOIRLab, задача состояла в том, чтобы показать: этот метод действительно работает в подобных условиях.
New Horizons продолжает свой путь после завершения основной миссии — пролета мимо Плутона в 2015 году и объекта Аррокот в 2019 году. Сейчас аппарат пересекает внешние области гелиосферы, и в ближайшие годы, подобно зондам Voyager, преодолеет termination shock — границу, за которой начинается межзвездное пространство.
Каждое новое наблюдение зонда расширяет возможности изучения гелиосферы, а подобные эксперименты подтверждают его ценность для испытания передовых технологий.