Čína vstupuje na pole nové orientace kosmických sond  
Čínská raketa Dlouhý pochod 11 se včera v 0:42 našeho času dočkala svého již druhého startu. Z kosmodromu Ťiou-čchüan vynesla hned několik satelitů, z nichž nejzajímavější exemplář má za úkol ověřit možnosti navigace pomocí pulsarů.

Raketa, která má všechny stupně na tuhá paliva dopravila náklad na heliosynchronní dráhu. Tady se od horního stupně oddělila jak družice XPNAV-1 zaměřená na pulsarovou navigaci, tak i cubesat Xiaoxiang-1, který má ověřit systémy stabilizace pro malé teleskopy. Společně s těmito družicemi letěly i další cubesaty určené ke sledování Země.

 

Start rakety CZ-11. Zdroj: spaceflight101.com
Start rakety CZ-11. Zdroj: spaceflight101.com

Výhodou rakety CZ-11 je, že se dá rychle připravit ke startu. Hotové exempláře je možné uložit do skladů a ke startu se dají připravit v řádu hodin. Raketa je čtyřstupňová, na výšku měří 20,8 metru, průměr činí 2 metry. Hmotnost se pohybuje okolo 60 tun, přičemž při startu poskytuje tah 120 tun. První tři stupně vytvoří suborbitální dráhu, následuje přeletová fáze s vypnutým motorem a čtvrtý stupeň v nejvyšším bodě zažehne svůj motor a zakulatí oběžnou dráhu.

Tato raketa si poradí s nákladem o hmotnosti 700 kilogramů, který má být dopraven na dráhu ve výšce 200 kilometrů. Pro let na heliosynchronní dráhu ve výšce 700 kilometrů (jako v aktuálním případě), klesá její nosnost na 380 kilogramů.

 

XPNAV-1. Zdroj: https://i.imgur.com
XPNAV-1. Zdroj: https://i.imgur.com

Družice XPNAV-1 je prvním exemplářem v historii, který bude ověřovat možnosti navigace podle pulsarů. Tyto systémy budou potřeba při letech mimo sluneční soustavu, což je sice daleko, ale kdo je připraven, není překvapen. Tento systém má k orientaci využívat dokonale pravidelných rentgenových pulsů, které vysílají pulsary. Svým způsobem je tento systém podobný klasickým družicovým navigačním systémům jako je GPS. Jen s tím rozdílem, že místo družic použijeme vzdálené pulsary.

Jejich rentgenové pulsy vznikají tím, jak se hvězda rychle otáčí kolem své osy. Jedná se o neutronové hvězdy, které prokazují velkou stabilitu i v dlouhém časovém rámci. Díky tomu můžeme pulsary považovat za kosmické majáky, které nám pomohou zorientovat se v prostředí kosmické prázdnoty. Pravidelnost pulsarů překonává i ty nejpřesnější atomové hodiny více než 10 000×. Pulsy přitom mohou mít periodu v řádu milisekund, ale i sekund.

 

Princip pulsarové navigace. Zdroj: https://i.imgur.com
Princip pulsarové navigace. Zdroj: https://i.imgur.com

V předminulém odstavci jsme již nakousli podobnost tohoto navigačního systému s již používanými družicovými navigačními systémy. Samotná triangulace takovým problémem není, ale celý systém byl ještě v nedávné minulosti velmi náročný na sestavení. Pokud se Číně podaří ověřit principy a hlavně technologie nutné pro pulsarovou orientaci, bude se jednat o významný krok vpřed na cestě k navigaci v hlubokém vesmíru.

Na Zemi se navíc systém testovat nedá – zemská atmosféra totiž (naštěstí pro život) pohlcuje kosmické záření včetně rentgenového. Úspěšné ověření tohoto systému by ale našlo uplatnění i při cestách ve sluneční soustavě. Pokud totiž pomineme orientaci pomocí hvězd, jsou sondy závislé na pozemních sledovacích stanicích, které měří vzdálenost sondy od Země pomocí sledování radiového signálu. Měří cestu signálu rychlostí světla a na základě výpočtů pak získají představu o pozici sondy. Nový systém by umožnil, aby sondy pracovaly autonomněji a zbaví je zdlouhavé závislosti na údajích ze Země.

Družici XPNAV-1 o váze 240 kilogramů postavila Čínská akademie kosmických technologií. Na palubě najdeme dva systémy detektorů – zaměřovací detektor a kolimovaná mikrokanálová deska. Druhé zařízení bude schopné měřit úroveň rentgenového pozadí, zatímco směrový detektor bude mít za úkol určit charakter rentgenového pulsaru. Teleskop o průměru 17 centimetrů používá speciální optiku, protože tradičně používané čočky a zrcadla se pro rentgenové spektrum nedají použít.

 

 

Satelit XPNAV-1 by měl určit charakteristiku 26 blízkých pulsarů. Zaměří se na jejich frekvenci a intenzitu, takže vytvoří navigační databázi, která najde uplatnění při příštích operačních misích. Samotná družice by měla fungovat pět až deset let. Čínský satelit XPNAV-1 je prvním exemplářem, který má ověřit pulsarovou navigaci, ale rozhodně není jediným projektem na toto téma.

NASA chystá program pojmenovaný SEXTANT (Station Explorer for X-Ray Timing and Navigation Technology), který bude v roce 2017 umístěný na Mezinárodní vesmírnou stanici. SEXTANT se bude skládat z 56 rentgenových detektorů a má ověřit, zda je navigace podle pulsarů technologicky realizovatelná.

 

Cubesat Xiaoxiang-1. Zdroj: spaceflight101.com
Cubesat Xiaoxiang-1. Zdroj: spaceflight101.com

Na závěr si ještě představíme další malé cubesaty, které se včera vydaly na oběžnou dráhu. Prvním z nich je 7,6 kilogramu vážící 6U cubesat pojmenovaný Xiaoxiang-1. Vznikl ve výzkumném institutu Changsha Gaoxinqu Tianyi a má otestovat stabilizační systémy pro malé družice, které by se daly uplatnit u malých teleskopů na oběžné dráze. Další pasažérem byl Lishui-1, což je buďto 2U, nebo 3U cubesat, jehož úkolem je ověřit technologie, které ve výsledku povedou k vytvoření rozsáhlé flotily malých satelitů (nejspíše také cubesatů). Ty budou z oběžné dráhy snímkovat Zemi a jejich fotky následně najdou uplatnění na komerčním trhu.

 

O stavbu 2U cubesatu CAS-2T se postarali studenti-radioamatéři. Tento satelit byl ale od začátku plánován tak, že se neoddělí od horního stupně rakety a bude k němu stále připojen. Na jeho palubě najdeme UHF i VHF transpondéry, které mohu využívat členové radioamatérské komunity. K hornímu stupni zůstal připojený i systém skládající se z kamer, optického komunikačního systému a dalších senzorů. Jejich úkolem bylo měřit různé parametry během startu. Podle nepotvrzených informací byl na palubě i cubesat Pina-2, který spadá pod Aerospace DFH.

Sledování objektů na oběžné dráze ukázalo, že raketa Dlouhý pochod-11 zanechala na oběžné dráze šest objektů. Čtyři z nich jsou na dráze 490 × 510 kilometrů, která je vůči rovníku skloněna o 97,4° a zbývající dva najdeme na eliptické dráze 500 × 1030 km se sklonem 98,8°.

 

Psáno pro Kosmonautix a osel.cz

Zdroje informací:

http://spaceflight101.com/
http://forum.kosmonautix.cz/
http://space.skyrocket.de/

Zdroje obrázků:
https://i.imgur.com/cgczzX9.jpg
http://spaceflight101.com/wp-content/uploads/2016/11/1478772399715401.jpg
https://i.imgur.com/HWZRFr3.jpg
https://i.imgur.com/2QtQyux.jpg
http://spaceflight101.com/wp-content/uploads/2016/11/202455egjjztjevszmmwgj.jpg

Autor: Dušan Majer
Datum: 11.11.2016
Tisk článku

Čína -
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 999 Kč
cena: 689 Kč
Čína

Související články:

Nová čínská stanice – už letos     Autor: Dušan Majer (07.03.2016)
Úsvit kvantové komunikace díky Číně     Autor: Dušan Majer (18.08.2016)



Diskuze:

Tsien

David Pešek,2016-11-12 09:07:45

budem koukat až Čína vyšle pilotovanou výpravu k Jupiteru, zabrzdí o atmosféru a přistane na jednom z měsíců kde si vyrobí palivo pro další činnost..

Odpovědět


Re: Tsien

Josef Hrncirik,2016-11-12 10:22:51

6 funkčních hlavic se vydá na Dlouhý Pochod s jistotou zásahu do několika hodin s nerušitelným GPC 10**4x přesnějším.

Odpovědět


Re: Re: Tsien

David Pešek,2016-11-12 17:25:17

využívat pulsarovou navigaci ještě na orbitě (ať už u čehokoli) to je trochu předimenzované, v případě hlavic co se vrací do atmosféry je to i nefunkční, přesnost by byla hodně slabá, pokud by se technologie dala využít k válečným účelům tak připadá v úvahu korigovat asteroidy na území nepřítele

Odpovědět


Re: Re: Re: Tsien

Josef Hrncirik,2016-11-12 19:02:15

V atmosféře je to nefunkční, i vysoká přesnost se v atmosféře prudce ztrácí.
Při velké ráži je již dosahovaná přesnost luxusní.
Časem bude navádět vysoce přesné a ekologické zbraně ideologicky motivovaná AI.

Odpovědět


Re: Re: Re: Tsien

Josef Hrncirik,2016-11-12 19:20:16

Ani po vytěžení. Mají příliš velkou hmotu a rychlost a asi ani zdaleka nemíří k Zemi, která zbaběle uhýbá a točí se.
Korekce by musela být provedena nesmírně daleko s nesmírnou přesností u objektu neznámé
či chybou zatížené hmoty.

Odpovědět


Re: Re: Tsien

Josef Hrncirik,2016-11-13 09:43:25

Především si privjazkou PRC GPC na synchchronizační pulzarovou síť našich aliens vylepší jednotný velitelský čas a přesnost souřadnic GPC, a tím dostane i své nezbytné collateral demages do striktně vyžadované normalizované humanitární úrovně.

Odpovědět

Přesnost pulsarů

Jirka Niklík,2016-11-11 20:37:35

Fakt by mě zajímalo, jak se dá zjistit, že je něco 10 000× pravidelnější, než atomové hodiny, když pro srovnání nemáme nic přesnějšího, než atomové hodiny.

Odpovědět


Re: Přesnost pulsarů

Josef Hrncirik,2016-11-11 21:20:01

Použiji 10**9 atomových hodin, to je méně než 1 na 1 číňana,
Jde o pouhou statistiku.

Odpovědět


Re: Re: Přesnost pulsarů

Josef Hrncirik,2016-11-13 21:59:38

Těšil jsem se, že mi to někdo vysvětlí a nic.
Našel jsem; NIST atomic clock uncertainity (stabilita frekvence)
1970 80 90 00 10 RF 1 - 10 GHz
10**-12 -13 -14 -15 -16
-17 optical 425 THz
za cca 50 dolarů jsou dostupné obvody chipscale atomic clock (CSAC); 35g, 17 cm3, 125 mW for portable use, 10-70°C
clock stability (1000s) 10**-11; stárnutí pod 9**10-10/měsíc
Gerard Petit; limits to the stability of pulsar time;2*10**-15/několik let; spíše měření
Pulsar timing limit 10**-12 Hz
Ashby, Howe;Relativity + timing in X pulsar navigation; je tam vše
s dobré at. hodiny mají menší šum než časování zatížené šumem X detektoru.

Odpovědět


Re: Re: Re: Přesnost pulsarů

Josef Hrncirik,2016-11-14 18:51:05

Trochu mě zdrželo sbírání rozsypaného čaje.
Pa privjazke odin čas budět ošibka pjat kilometrov, no posle desjať časov tolko dva kilometra. Mrija budět sto metrov.
Zásadní zdroj chyby je prý přesnost lokalizace pulzarů v nebi.
Přesnost pozemského GPS to nepřekoná a stojí a padá to s hodinami.
Na navigaci v kosmu je to výborné. Radiové pulzary mají větší signál, vyžadují však velké antény ev. znalost změny koncentrace elektronů v trase, která mění rychlost vln.
Nevýhodou X optiky je nutnost přesného zaměření ?1´´ a ?malá vstupní apertura.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Přesnost pulsarů

Josef Hrncirik,2016-11-15 21:57:30

něco o X optice
Optics requirements for X ray telescope
XPNAV

Odpovědět


Re: Re: Re: Přesnost pulsarů

Jan Fratric,2016-11-15 16:38:01

Dobry den,
viete mi prosim poslat link kde sa da kupit CSAC za 50 dolarov?

Velmi som hladal, ale nasiel som len toto
http://www.microsemi.com/products/timing-synchronization-systems/embedded-timing-solutions/components/sa-45s-chip-scale-atomic-clock#overview

a to stoji cca 1500 USD.

Ak mate info, budem naozaj vdacny ak date vediet.

Dakujem

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Přesnost pulsarů

Josef Hrncirik,2016-11-15 20:39:14

Já jsem nehledal velmi.
Na NIST atomic clock, v kapitolce; Mechanism; vyrůstá obrázek chipu s ch-sac to greatly improve GPC location z r. 2004. Píší komerční od 2011, 125 mW; Píší hodinky jsou levné a malé a bez uzardění přechází do tubes 17 cm3 s krátká stabilita a drobně napsáno 50 doláčů.
Malým tiskem pak bylo psáno standard Rb tubes a citation needed. Tak jsem vyhledal citaci 125 mW; 17 cm3.
A to je vše.
Netušil jsem, že je to jen sklíčko do hodinek.
Podle Moorova zákona to za 5 let bude stát oněch 50 peněz. PRC to pro ně vyrábí levně.
Předběhl jsem dobu (doběhlo mě rychlé čtení).

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Přesnost pulsarů

Josef Hrncirik,2016-11-15 21:44:21

Celé GPC z odhozeného Samsung Galaxy Note 7 přijde levněji.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni




















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace