COLUMBUS, Ohio - Lo spazio esterno si illumina di una fitta nebbia di raggi X, proveniente da ogni parte contemporaneamente. Ma scruta attentamente in quella nebbia e diventano deboli e regolari segnali acustici. Si tratta di pulsar di millisecondi, stelle di neutroni delle dimensioni di una città che ruotano in modo incredibilmente rapido e lanciano raggi X nell'universo con più regolarità rispetto persino agli orologi atomici più precisi. E la NASA vuole usarli per navigare su sonde e navi con equipaggio attraverso lo spazio profondo.
Un telescopio montato sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS), il Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER), è stato utilizzato per sviluppare una nuova tecnologia con applicazioni pratiche a breve termine: un sistema di posizionamento galattico, ha detto ai fisici Zaven Arzoumanian, scienziato della NASA Domenica (15 aprile) alla riunione di aprile dell'American Physical Society.
Con questa tecnologia, "Potresti infilare un ago per entrare in orbita attorno alla luna di un pianeta in disuso invece di fare un sorvolo", ha detto Arzoumian a Live Science. Un sistema di posizionamento galattico potrebbe anche fornire "un fallback, in modo che se una missione con equipaggio perde il contatto con la Terra, avrebbero comunque a bordo sistemi di navigazione autonomi".
In questo momento, il tipo di manovre di cui i navigatori avrebbero bisogno per mettere in orbita una sonda attorno a lune lontane è al limite impossibile. Nella vastità dello spazio esterno, non è proprio possibile capire la posizione di una nave con precisione sufficiente per accendere il motore. Questa è una grande parte del motivo per cui così tante delle più famose missioni planetarie che la NASA ha gestito - tra cui Voyager 1, Juno e New Horizons - sono state flybys, in cui i veicoli spaziali sono volati vicino, ma appena passato, ai principali oggetti planetari.
Affidarsi alla Terra per la navigazione è anche un problema per le missioni con equipaggio, ha detto Arzoumian. Se quel segnale, che collega la Terra e un veicolo spaziale distante come un filo lungo e tenue, si perdesse in qualche modo, gli astronauti sarebbero difficili da trovare per tornare a casa da Marte.
Ecco come funzionerebbe il sistema di posizionamento galattico
Un sistema di posizionamento galattico farebbe molto per risolvere quel problema, disse Arzoumian, sebbene avvertisse di essere più un esperto di pulsar che un navigatore. E funzionerebbe molto come il Global Positioning System (GPS) sul tuo smartphone.
Quando il tuo telefono cerca di determinare la sua posizione nello spazio, come precedentemente riportato da Live Science, ascolta con la sua radio il ticchettio preciso dei segnali di clock provenienti da una flotta di satelliti GPS in orbita terrestre. Il GPS del telefono utilizza quindi le differenze tra quelle zecche per capire la sua distanza da ciascun satellite e utilizza tali informazioni per triangolare la propria posizione nello spazio.
Il GPS del tuo telefono funziona velocemente, ma Arzoumian ha affermato che il sistema di posizionamento galattico funzionerebbe più lentamente, prendendo il tempo necessario per attraversare lunghi tratti di spazio profondo. Sarebbe un piccolo telescopio a raggi X montato su girella, che assomiglierebbe molto al grosso, ingombrante NICER abbattuto ai suoi minimi componenti. Uno dopo l'altro, indicano almeno quattro millisecondi di pulsar, sincronizzando i loro "tick" ai raggi X come un GPS moltiplicando i tick dei satelliti. Tre di quelle pulsar direbbero alla navicella spaziale la sua posizione nello spazio, mentre la quarta calibrerebbe il suo orologio interno per assicurarsi che stesse misurando correttamente le altre.
Arzoumian ha osservato che il concetto alla base del sistema di posizionamento galattico non è nuovo. Il famoso Golden Record montato su entrambi i veicoli spaziali Voyager conteneva una mappa pulsar che indica tutti gli alieni che un giorno lo incontrano sul pianeta Terra.
Ma questa sarebbe la prima volta che gli umani usano effettivamente le pulsar per navigare. Già, ha detto Arzoumian, il suo team è riuscito a utilizzare NICER per tracciare l'ISS attraverso lo spazio.
Il programma NASA Station Explorer for X-Ray Timing and Navigation (SEXTANT), il team dietro il Galactic Positioning System, aveva l'obiettivo di rintracciare la ISS entro 10 miglia (10 chilometri) nel corso di due settimane, ha detto Arzoumian.
"Ciò che la manifestazione di novembre ha raggiunto è stato più simile a 7 chilometri in due giorni", ha detto.
Il prossimo obiettivo del programma è quello di tracciare la stazione entro 3 miglia. Ha detto che alla fine il team spera di ottenere meno di 0,6 miglia di precisione.
"Penso che possiamo andare oltre, ma non so fino a che punto", ha detto.
E questo è tutto in orbita terrestre bassa, ha detto, con la stazione che ruota in circoli selvaggi e imprevedibili e metà del cielo è bloccata da un pianeta gigante, che copre diverse pulsar ogni 45 minuti. Nello spazio profondo, con un campo visivo funzionalmente illimitato e in cui le cose si muovono per lo più in linea retta, prevedibili, il compito sarà molto più semplice.
Già, ha detto Arzoumian, altri team all'interno della NASA hanno espresso interesse a costruire il sistema di posizionamento galattico nei loro progetti. Ha rifiutato di dire quale, non volendo parlare per loro. Ma sembra probabile che potremmo vedere un dispositivo così futuristico in azione nel prossimo futuro.
