Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Galileo ma być konkurencją dla GPS, a nie działa od kilku dni
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Instytutu Geodezji i Geoinformatyki Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu są kluczowymi członkami międzynarodowego konsorcjum, któremu Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) przyznała finansowanie na stworzenie koncepcji systemu nawigacji dla misji księżycowych. System taki znakomicie ułatwi zarówno badania samego Księżyca, jak i realizację planów zakładających wykorzystanie Srebrnego Globu jako etapu w załogowej misji na Marsa.
Na Ziemi dysponujemy kilkoma satelitarnymi systemami nawigacji, w tym najpopularniejszym GPS-em. Jednak podobne systemy nie istnieją dla Księżyca. Dlatego też misja GRAIL, badająca pole grawitacyjne Srebrnego Globu, mogła świetnie zmapować jego jedną stronę, tę widoczną z Ziemi. Gdy jednak GRAIL znalazł się po przeciwnej stronie Księżyca, tracił kontakt z satelitami nawigacyjnymi, przez co jego możliwości dokładnego określania pozycji znacznie się zmniejszały.
W ostatnich latach zarówno państwowe agencje kosmiczne, jak i firmy prywatne, coraz częściej wspominają o eksploracji satelity Ziemi. NASA chce za kilka lat wysłać pierwszą od wielu dekad załogową misję na Księżyc, planuje budowę stacji na orbicie Srebrnego Globu oraz prowadzenie prac na jego powierzchni. Zarówno pracujący tam ludzi, jak i autonomiczne urządzenia, będą potrzebowali skutecznego systemu do określania własnej pozycji.
ESA prowadzi program Moonlight, w ramach którego badane są możliwości zapewnienia precyzyjnej nawigacji i komunikacji na całej powierzchni Księżyca. Program jest wieloetapowy, zakłada stopniowe osiągnięcie zamierzonego celu. Najpierw konieczne będzie zapewnienie możliwości pozycjonowania na orbicie transferowej Ziemia-Księżyc, następnie dla satelitów na orbicie wokół Księżyca w końcu dla podejścia do lądowania oraz operacji na powierzchni Srebrnego globu.
Projekt zakłada, że w latach 2022–2025 wykorzystywane będą istniejące już konstelacje satelitów nawigacyjnych oraz odbiorniki księżycowe. W fazie II, przewidzianej na lata 2025–2035 na orbitę księżycową ma trafić kilka satelitów, a z powierzchni Księżyca mają być transmitowane dodatkowe sygnały. W końcu fazie III, czyli po roku 2035, ma funkcjonować pełny księżycowy system nawigacyjny.
Polscy naukowcy, prof. Krzysztof Sośnica, dr Radosław Zajdel i dr Grzegorz Bury, biorą udział w pracach projektu ATLAS, który otrzymał właśnie od ESA finansowanie w ramach fazy II. Zadaniem ATLAS-a będzie zbadanie różnych rozwiązań technicznych dla księżycowego systemu nawigacyjnego, sprawdzenie możliwości jedno- i dwukierunkowej komunikacji pomiędzy Ziemią a satelitami oraz księżycowymi przekaźnikami i satelitami. Maj powstać też procedury transformacji pomiędzy księżycowymi, ziemskimi i niebieskimi (inercjalnymi) układami odniesienia. Członkowie projektu ATLAS będą musieli też przeprowadzić test jakości pozycjonowania zarówno na Księżycu jak i na jego orbicie.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Polski, USA i Niemiec uważają, że można wykorzystać globalną sieć czujników kwantowych oraz zegary atomowe systemu GPS do rejestrowania hipotetycznych egzotycznych pól o niskiej masie (ELF), sygnałów pochodzących z łączenia się czarnych dziur i innych gwałtownych wydarzeń astronomicznych. Wykrycie takich sygnałów dawałoby istotny wgląd w fizykę wykraczającą poza Model Standardowy.
Andrei Derevianko z University of Nevada i jego zespół, w pracach którego udział bierze Szymon Pustelny z Uniwersytet Jagiellońskiego, opublikowali pracę, w której wyliczają właściwości ELF i mówią gdzie oraz jak ich szukać.
Astronomia wielokanałowa (multimessenger astronomy), to skoordynowane obserwacje różnych sygnałów pochodzących z tego samego źródła. Obserwacje takie zapewniają duże bogactwo danych na temat procesów astrofizycznych. Dotychczas astronomia wielokanałowa odbierała skorelowane sygnały ze znanych oddziaływań podstawowych i standardowych cząstek, jak promieniowanie elektromagnetyczne, neutrina czy fale grawitacyjne. Jednak wielu autorów sugeruje, że istnieją egzotyczne pola o niskiej masie ( <-2), czytamy w pracy opublikowanej na łamach Nature.
W naszej pracy wykażemy, że sieć precyzyjnych czujników kwantowych, które są izolowane od wpływu konwencjonalnych sygnałów fizycznych, może być potężnym narzędziem astronomii wielokanałowej. Rozważamy tutaj sytuację, w której wysokoenergetyczne wydarzenia astrofizyczne wywołują intensywne rozbłyski egzotycznych pól o niskiej masie (ELF) i proponujemy nowy model wykrywania ELF bazujący na generalnych założeniach. Wyliczamy tutaj amplitudy sygnałów EFL, opóźnienia, częstotliwości i odległości od źródeł fal grawitacyjnych, które to sygnały mogą zostać zarejestrowane przez globalną sieć magnetometrów i zegarów atomowych. Stwierdziliśmy, że sieci takich urządzeń mogą działać jak teleskopy ELF, wykrywając sygnały ze źródeł, które generują ELF.
Czarne dziury i gwiazdy neutronowe mają silne pola grawitacyjne, zatem można przypuszczać, że przyciągają ciemną materię. Wiele rozszerzeń Modelu Standardowego sugeruje, że wokół wielkich masywnych obiektów astrofizycznych, jak czarne dziury, mogą gromadzić się ELF. Gdy czarne dziury się łączą i dochodzi do uwolnienia olbrzymich ilości energii, część z tych ELF może zostać rozerwana i wyrzucona w kierunku Ziemi. Możemy więc spróbować je wykryć i badać.
Jednak sposób badania ELF będzie zależał od ich natury. Derevianko uważa, że jedną z metod może być wykorzystanie zegarów atomowych. ELF mogą wpłynąć na odległości pomiędzy powłokami elektronowymi, co wpłynie na częstotliwość pracy zegara atomowego. Globalna sieć zegarów atomowych już istnieje. Urządzenia takie mają na pokładzie satelity systemu GPS. Można by ją więc wykorzystać do wykrywania ELF, których źródło znajduje się w dowolnym miejscu obserwowalnego wszechświata.
Jest jeszcze inna możliwość obserwacji ELF. Naukowcy przypuszczają, że pola te mogą wchodzić w interakcje ze spinami atomów, zatem mogą być wykrywane przez magnetometry. Global Network of Optical Magnetometers for Exotic physics (GNOME) to sieć 13 stacji rozsianych na 4 kontynentach. Co prawda, jak zauważa Derevianko, obecnie magnetometry te nie są wystarczająco czułe, by wykryć ELF, ale w przyszłości mogą osiągnąć wymaganą czułość, gdyż są ciągle udoskonalane.
Uczeni nie znają dokładnej natury sygnałów pochodzących z ELF, w końcu samo istnienie pól jest jedynie hipotezą, jednak przewidują niektóre z ich właściwości. Ich zdaniem cząstki będące nośnikami sygnału mają dużą energię i bardzo niską masę. W związku z tym przemieszczają się niemal z prędkością światła. Co więcej, uważają, że jako pierwsze dotrą do nas elementy o wysokiej częstotliwości. To zaś będzie zapowiedzią impulsu, który trafi na Ziemię wkrótce po dotarciu fal grawitacyjnych.
Zdaniem zespołu Derevianko, naukowcy mogą szukać ELF w wydarzeniach, którym nie towarzyszy fala grawitacyjna, np. w wybuchach supernowych. A jeśli np. uda się znaleźć w zegarach atomowych systemu GPS ślady ELF pochodzących z połączenia czarnych dziur, to można przeanalizować dane historyczne, sprzed okresu, gdy byliśmy w stanie wykrywać fale grawitacyjne.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Wczoraj, 24 czerwca, Chiny wystrzeliły ostatniego satelitę konstelacji Beidou. Tym samym Państwo Środka mogło ogłosić, że trwająca od 20 lat budowa systemu nawigacji satelitarnej Beidou zakończyła się sukcesem. Satelita został wyniesiony na pokładzie rakiety Długi Marsz 3B. Jej start miał odbyć się przed tygodniem, jednak z powodu problemów technicznych został przełożony.
O tym, jak ważne jest do wydarzenie dla Chin niech świadczy fakt, że zwykle Pekin z ogłoszeniem sukcesu czeka, aż satelita znajdzie się na wyznaczonej orbicie. Tym razem chińskie media z wyprzedzeniem informowały o starcie rakiety, a całe wydarzenie mogliśmy śledzić na żywo. To wyraźne odstępstwo od tradycyjnego sposobu relacjonowania, gdy ogłaszany jest sukces, a państwowa telewizja CCTV dopiero po tym, jak wszystko poszło zgodnie z planem, udostępnia relację ze startu.
Chiny zaczęły tworzyć swój własny system nawigacji satelitarnej w latach 90. ubiegłego wieku. Pierwszego satelitę wystrzelono w październiku 2000 roku, a od roku 2009 trwa unowocześnianie systemu. Najnowsza jego wersja składa się z 30 urządzeń BDS-3 (Beidou Navigation Satellite). Jak informuje chiński Global Times, wyposażono je w większą przepustowość, zwiększając ich możliwości komunikacyjne oraz bardziej dokładne zegary atomowe. Co prawda system BDS rozpoczął pracę w 2018 roku, jednak dopiero ostatni satelita zapewnia dostęp do Beidou na całym świecie.
Beidou nie jest jedynym konkurentem amerykańskiego GPS. Rosjanie mają system Glonass-M, którego głównym zadaniem jest obsługa sił zbrojnych Federacji Rosyjskiej, europejski Galileo działa od 2016 roku, a jego ostatnie satelity mają zostać wystrzelone w bieżącym roku. Tymczasem Amerykanie są właśnie w trakcie udoskonalania GPS z wersji II do III. Proces ten ma zakończyć się w 2023 roku.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W 2017 roku rakieta Falcon 9 wypaliła dziurę w jonosferze, przez co na chwilę zepsuł się system GPS. Start ten różnił się od innych, przez co doszło do zakłóceń sygnału nawigacji satelitarnej.
Zwykle rakiety udające się w przestrzeń kosmiczną lecą pod pewnym kątem w stosunku do powierzchni Ziemi. Pozwala to na zmniejszenie siły ciążenia i naprężeń w samym pojeździe. Po około 80-100 kilometrach większość rakiet leci niemal równolegle do powierzchni planety i uwalnia swój ładunek. Jednak w sierpniu 2017 roku firma SpaceX wystrzeliła rakietę Falcon 9, które poleciała pionowo w górę. Taka trasa była możliwa, gdyż do wyniesienia był bardzo lekki ładunek, ważący zaledwie 475 kilogramów satelita Formosat-5.
Od mniej więcej dekady naukowcy wiedzą, że pogoda przy powierzchni Ziemi wpływa na wyższe warstwy atmosfery. Badają to zjawisko i coraz bardziej interesują się też wpływem startujących rakiet na atmosferę naszej planety i, za jej pośrednictwem, na satelity krążące wokół Ziemi.
W przeszłości obserwowano w jonosferze fale uderzeniowe w kształcie litery V, pojawiające się, gdy rakiety leciały niemal równolegle do powierzchni Ziemi.
Jednak w przypadku misji Formosat-5 zaobserwowano coś innego. Jako, że Falcon 9 przez niemal cały czas leciał pionowo, generowane przezeń fale uderzeniowe były okrągłe i objęły swoim zasięgiem obszar 1,8 milionów kilometrów kwadratowych nad zachodnimi USA i Pacyfikiem. Niedługo później, dokładnie 13 minut po starcie rakiety, w jonosferze pojawiła się dziura o szerokości 900 kilometrów, wypalona przez drugi człon rakiety. Naukowcy sądza, że dziura ta spowodowała błędy w pomiarach GPS, którego wskazania różniły się o 1 metr od wskazań prawidłowych.
Charles C.H. Lin z Narodowego Uniwersytetu Cheng Kung na Tajwanie, główny autor badań nad wpływem startu misji Formosat-5 na atmosferę, mówi, że rakieta działa podobnie do małego wulkanu. Dostarcza energię do środkowych i górnych części atmosfery. W przypadku pionowo startującego Falcona 9 pojawiła się dziura w plazmie, która przetrwała 2-3 godziny. Lin mówi, że rakieta miała na atmosferę podobny wpływ co burza magnetyczna. O ile jednak burza ma zasięg globalny, rakieta miała zasięg regionalny.
Zdaniem naukowców z Tajwanu, nie powinniśmy jednak zbytnio martwić się zakłóceniami GPS-a powodowanymi przez starty rakiet. Atmosfera jest przecież dynamiczna, a w jonosferze, troposferze i w innych miejscach występują zjawiska, które mogą powodować, że systemy nawigacji satelitarnej pomylą się nawet o ponad 20 metrów. Zwykle GPS radzi sobie z takimi naturalnymi zakłóceniami i automatycznie koryguje błedy, jednak czasami skorygować ich nie jest w stanie.
Jednak, jak mówi Lin, w przyszłości problem może narastać. Wchodzimy w epokę, gdy starty rakiet, dzięki wykorzystaniu rakiet wielokrotnego użytku, będą coraz częstsze. Jednocześnie rakiety są coraz potężniejsze i myślimy o wysyłaniu ładunków na inne planety Te dwa czynniki mogą coraz bardziej na siebie nachodzić i będą miały wpływ na średnie i wyższe partie atmosfery. Trzeba zwrócić na to uwagę.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.