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Los Púlsares como Sistemas Galácticos de Posicionamiento.



Una vez que hayamos “ido audazmente donde ningún hombre o mujer ha ido antes”, la pregunta que probablemente se pueda plantear en primer lugar será: ¿Dónde estamos? La respuesta podría ser proporcionada por los zombies, es decir, las estrellas no-muertas que todos conocemos y amamos – llamadas púlsares. La idea de utilizarlos para la navegación por el espacio fue sugerida casi tan pronto como se descubrieron (con recepción mixta). Así que en 2017, un dispositivo real se instalará en la Estación Espacial Internacional (ISS, por sus siglas en inglés) que nos dará una idea acerca de la viabilidad de su uso para iluminar nuestro camino en el espacio profundo.



La misión NICER/SEXTANT (siglas para “Neutron-star Interior Composition Explorer & Station Explorer for X-ray Timing and Navigation Technology”, o “Explorador de Composición Interior de Estrella de Neutrones y Estación Exploradora para Sincronización de rayos X y Tecnología de Navegación”) consistirá en un dispositivo del tamaño de un refrigerador pequeño. Conteniendo principalmente 56 telescopios de rayos X y detectores de silicio separados, que esencialmente, van a hacer dos estudios separados por el precio de uno (algo que todos podemos apreciar). EL enfoque de NICER será el estudio de la naturaleza de las estrellas de neutrones (especialmente de su estructura interna). Mientras SEXTANT, por otro lado, tiene un objetivo totalmente diferente – lo inteligente es que sigue utilizando exactamente el mismo hardware. Las diferencias entre los dos están en la forma de tratar los datos.



Navegando las estrellas

En la actualidad, a medida que exploramos nuestro propio patio trasero – sólo Voyager asomó la cabeza a las afueras hasta el momento – tenemos en su mayoría sistemas geocéntricos que permiten el posicionamiento y determinación de la velocidad. Por lo general, para las naves espaciales que están más lejos, utilizamos la Red del Espacio Profundo (DSN), que está haciendo un gran trabajo. Sin embargo, ¿qué pasa si llegamos más lejos en el espacio interestelar y perdemos nuestra línea de visión, por alguna razón? Nos encontramos en un punto en que podemos hacer robots que son más que suficientemente inteligentes como para ocuparse del problema, y este problema incluye la navegación. La única parte difícil es darles las herramientas necesarias para ser capaces de hacerlo de forma independiente. Esto nos lleva de vuelta a los viejos tiempos cuando los humanos vieron Terra Firma aparecer en el horizonte, como si fuera una piedra en una incomprensiblemente vasta línea costera. Tuvimos que encontrar nuestro camino con un reloj… y un sextante.



Mediante la medición de los ángulos de unas pocas estrellas y sabiendo el momento exacto en el que se tomaron estas medidas, podemos calcular una posición en la Tierra. Lógicamente, este es también uno de los métodos que podemos utilizar para viajar en el espacio profundo- medir los ángulos relativos de las estrellas en luz visible y triangular. Esta no es una técnica inusual y muchos dispositivos están disponibles, pero cada uno tiene sus inconvenientes. En última instancia, la misma triangulación se podría hacer con púlsares, sin embargo, el método probable de posicionamiento utilizándolos será bastante diferente.


La Tierra ya fue "posicionada" usando pulsares cercanos y esa información fue grabada en la portada del disco de la Voyager, dentro de mil millones de años cuando alguien encuentre dicho disco, ademas de música e imágenes, tendrá una dirección de remitente para saber de donde salio dicho disco. Las lineas en la parte inferior-izquierda del disco que convergen en un punto marcan la distancia entre dichos pulsares y la Tierra, el punto donde convergen las lineas, naturalmente es la Tierra.


Púlsares como relojes de precisión

Los púlsares, especialmente los de milisegundos, son relojes extraordinariamente precisos. Mejor vistos en rayos X, estos pulsos pueden ser utilizados de una manera similar a los satélites de GPS. Por supuesto, las señales de GPS tienen una marca de tiempo que permite a un receptor determinar el retardo con el que llega y calcular la distancia al satélite. Los púlsares no son tan cooperativos, pero con ellos, sabemos el tiempo entre los pulsos de forma extremadamente precisa. Habrá una diferencia en el tiempo entre ellos debido al efecto Doppler. Ellos, a su vez, pueden traducirse a una velocidad muy fácilmente. Sin embargo, calcular una posición es algo más intensivo matemáticamente. Además, hasta no hace mucho tiempo, para obtener estas mediciones, teníamos que comparar la señal del púlsar con una señal transmitida desde una posición conocida en el Sistema Solar. Pero ahora, más estudios han encontrado las matemáticas que permitirán que una nave espacial pueda trazar su propia posición en el espacio independientemente de cualquier otra cosa. Prácticamente, con un mínimo de cuatro púlsares, se puede determinar una posición inicial. Después, este punto inicial se convierte en una referencia para las posiciones siguientes, que es como funcionan los antiguos métodos.

Aún debemos considerar ciertas advertencias, por supuesto. Por ejemplo: La distancia medida a cualquier púlsar incluirá cierto margen de error, lo que afectará la dirección percibida de un púlsar. La curvatura gravitacional de la luz de un púlsar – por ejemplo si tiene que pasar cerca del Sol – también debe ser considerada. Dado que los propios púlsares no son estacionarios en el espacio, el desplazamiento Doppler medido dependerá de la posición del observador en relación con la dirección de marcha del púlsar. Sin embargo, los investigadores confían y esperan que el margen de error sea de menos de un kilómetro, cerca o lejos – sin importar la distancia. Bastante ingenioso considerando que la mayoría de estos objetos están a cientos de miles de años luz de distancia.



No ha llegado a mis manos información exacta acerca de cómo el equipo en Goddard planea hacerlo, pero la ciencia disponible parece correcta. En mi opinión, todo lo que se necesita es un poco de esa importante experimentación. Después de eso, no hay nada que nos impida atar con correa un motor warp y llevarlo a dar una vuelta… bueno, tal vez el motor warp. Nuestro Sistema de Posicionamiento Galáctico nos llevará a casa para presumir. Aún así, yo siento la necesidad de nombrarlo adecuadamente, ya que no es técnicamente un sextante (Además, “GPS” ya está en uso). Me gustaría humildemente acuñar el término “Buscador de la Vía Láctea”.



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