Pulsar-Navigation
Kosmische Leuchttürme als GPS-Ersatz, die extrem regelmäßigen Pulse von Neutronensternen als Navigationsreferenz für das Sonnensystem und darüber hinaus.
Was ist Pulsar-Navigation?
Kosmische Leuchttürme als GPS-Ersatz, die extrem regelmäßigen Pulse von Neutronensternen als Navigationsreferenz für das Sonnensystem und darüber hinaus.
Pulsar-Navigation (XNAV, X-ray Pulsar Navigation) nutzt die hochpräzisen Röntgenpulse von Millisekunden-Pulsaren als kosmisches Referenzsignal zur Positionsbestimmung im Weltraum. Pulsare sind rotierende Neutronensterne, die wie kosmische Leuchttürme regelmäßige Strahlungspulse aussenden, manche mit einer Stabilität, die mit Atomuhren vergleichbar ist.
Das Prinzip: Ein Raumschiff empfängt die Pulse mehrerer bekannter Pulsare und vergleicht die Ankunftszeiten mit vorhergesagten Werten. Die Differenzen ergeben die Position, ähnlich wie GPS, aber mit natürlichen Sendern, die niemand abschalten kann.
NASAs NICER/SEXTANT-Experiment auf der ISS demonstrierte 2018 erstmals autonome Pulsar-Navigation: Das System bestimmte die ISS-Position auf etwa 7 km Genauigkeit allein durch Pulsar-Timing, ein Durchbruch.
Die Vorteile: Pulsare sind überall im Sonnensystem empfangbar, erfordern keine Infrastruktur und funktionieren auch für interstellare Missionen. GPS ist auf den Erdorbit beschränkt. Deep-Space-Navigation erfordert bisher aufwendige Bahnverfolgung durch das DSN.
Die Herausforderung: Röntgendetektoren für Pulsar-Navigation müssen groß genug sein, um genügend Photonen in angemessener Zeit zu sammeln. Die aktuelle Genauigkeit (Kilometer-Bereich) muss für viele Anwendungen noch verbessert werden.
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