Overal in het bekende deel van de Melkweg kunnen ruimtevaarders in principe hun positie bepalen tot op vijf kilometer precies. Pulsars, de resten van uitgebrande sterren, blijken een onvermoede kwaliteit te hebben als gids.
Pulsars
Onderzoekers van het Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in het Duitse Garching hebben een methode ontwikkeld om de positie in de ruimte zeer precies te bepalen, waarbij gebruik wordt gemaakt van röntgenstraling van pulsars.
Deze dichte overblijfselen van geëxplodeerde sterren draaien extreem snel, waardoor hun straling als relatief smalle bundel over het heelal wordt verspreid. Pulsars draaien zo stipt dat ze atoomklokken evenaren.
Vijf kilometer nauwkeurig
Kortom: uitstekend te gebruiken als interstellair GPS systeem, aldus het team. Als een ruimtevaartuig de middelen aan boord heeft om de pulsen te detecteren, kan deze hun aankomsttijd vergelijken met de tijd die voorspeld is op de referentielokatie. Dit zou het ruimtevaartuig in staat stellen overal in de Melkweg waar de pulsars bekend zijn, het grootste deel, de positie tot op vijf kilometer nauwkeurig te bepalen. Als we ooit iets als hyperdrive uitvinden, zou de positie na de sprong exact bekend zijn.
Ter vergelijking: bereikten we relatief dezelfde nauwkeurigheid met het huidige GPS systeem, dan zouden we op aarde tot ongeveer een atoomdikte nauwkeurig kunnen navigeren. Wel moeten ingenieurs dan röntgentelescopen flink verkleinen, tot minder dan een honderdste van de tegenwoordige grootte.
Bemande missie naar Mars
Prof. Werner Becker van het Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik is ervan overtuigd dat zijn navigatiesysteem erg handig is missies naar andere planeten en wellicht voor een bemande missie naar Mars. High-performance systemen zijn dan een absolute must, zeker als de mensheid zich op een dag op zal maken voor een reis naar een andere ster.
Bron:
Dead stars to guide spacecrafts, BBC, 2012
How interstellar beacons could help future spacecraft find their way across the universe, MPE News, 2012
Aangezien de positionering gebaseerd is op pulsars, zou ik eerder de vergelijking maken met vuurtorens ipv met een GPS systeem !
Het lijkt op GPS omdat je de afstand t.o.v. de bron kan bepalen aan de hand van de tijd die het duurt voordat de informatie je bereikt. GPS-satelieten doen hetzelfde door heel nauwkeurig de tijd door te geven op het moment van uitzenden. Je ontvangt het x nanoseconden later, waardoor je weet hoelang het duurde voor het signaal. Bij Pulsars werkt het gelijksoortig omdat je kan achterhalen op welke tijden hij hoort te pulsen. Deze referentietijden zijn t.o.v. een ander punt (de aarde bijvoorbeeld), waardoor je door middel van triangulatie kan bepalen hoeveel jouw afstand tot de pulsar verschilt van de afstand van de aarde tot de pulsar. Je moet uiteraard wel nog corrigeren voor invloeden vanwege de relativiteitstheorie: Er is een verschil omdat je een andere snelheid hebt, en er is een verschil omdat het signaal mogelijk verbogen wordt door planeten en dergelijke. Ik weet niet precies hoe pulsars werken, maar als je van te voren weet welke golflengte het signaal hoort te hebben, kan je door middel van het verschil tussen de waargenomen golflengte en de daadwerkelijke golflengte berekenen hoeveel het signaal in totaal afgeremd is.
Het is dus enigszins complexer, maar in principe echt hetzelfde. Vandaar dat de vergelijking met een vuurtoren mank loopt.
In sf romans en films, kom je regelmatig begrippen als hyperruimte en hyperdrive tegen. Ik vraag mij af of een kwantumsprong, een sprong door een nog niet ontdekte vorm van ruimte is. Teleportatie van voorwerpen die uit vele atomen bestaan, d.m.v. kwantumsprongen, is tegenwoordig een feit. Ook dat de voorwerpen die sprong zonder tijdverlies over welke afstand dan ook kunnen maken. Wat de ontwikkelingen op dit gebied in de toekomst voor ons gaan betekenen, kan niemand nu voorspellen. Maar als wij op deze manier gaan reizen, is een betrouwbaar navigatiesysteem als hierboven omschreven, onontbeerlijk. Een andere mogelijkheid die ik voorzie, is de aandrijving van schepen door kernfusie, opgewekt door het tegelijkertijd in dezelfde coördinaten materialiseren van bijvoorbeeld waterstofatomen. In fusiereactoren, moeten we de deeltjes bij hoge snelheden, extreme temperaturen, en superkrachtige magnetische flessen leiden. De Fusie reacties zijn kortstondig, het proces is nog lang niet volmaakt. Ook de installaties zijn zeer omvangrijk en zo zwaar, dat we daar nu niets mee kunnen in de ruimtevaart als aandrijving. Als we de atomen echter op precies hetzelfde punt kunnen laten materialiseren, in een reactieruimte, dan zal zelfs als er geen fusie plaats vindt, toch zeker een enorme afstoting plaatsvinden. Het is dan deze reactiekracht die ik mij voorstel, waarmee dan een scheepsaandrijving zou moeten functioneren, maar dan zonder fusie, d.m.v kwantum technieken. Ook zou je zo naadloos kunnen schakelen tussen fusieaandrijving en afstoting van atomen, door de coördinaten iets te wijzigen ten opzichte van het punt van materialisatie. Beam me up Scott..
Ik zat te denken dat als we eenmaal het kernfusie tijdperk voorbij zijn en daarna het anti-materie tijdperk (gokje) dat we daarna via kwantum technieken een soort aandrijving kunnen knutselen. Denk alleen wel dat kwantum technieken meer in de vorm van teleportatie is ipv voortstuwen.
Hoi Nicci.
De huidige ontwikkelingen op het gebied van kernfusie, laten op dit moment voor de eerste 20 tot 30 jaar op zich wachten, voor dat dit principe wordt toegepast. Dat is de verwachting. Een verrassende ontdekking daargelaten, in de ruimtevaart zal men met de installaties die daar nu voor nodig zijn, de ruimte niet kunnen betreden. Veel te logge, omvangrijke machines zijn er voor nodig om het proces uberhaupt aan de gang te krijgen. Voor een lichtgewicht model, (noodzakelijk in de ruimtevaart) heb je radicaal andere methoden nodig om de waterstofkernen te laten fuseren. Vandaar dat ik ook met deze optie kwam. Als je twee waterstof protonen op één coördinaat kunt laten materialiseren, is de fusie mogelijk al een feit. Hierdoor zal de vrijkomende energie op dat punt geconcentreerd zijn. De kracht die nodig is, om twee waterstofprotonen zodanig te laten botsen dat ze fuseren, kan alleen met enorme, energie verslindende installaties opgewekt worden. Dat komt omdat de afstoting tussen beide positief geladen protonen zo enorm groot is. Probeer maar eens twee permanente neodimium magneten, met gelijkgerichte polen op elkaar te lijmen. Dat lukt je alleen in een bankschroef. De afstoting tussen twee protonen is onvoorstelbaar groter, vandaar die enorme installaties, (denk eens aan de LHC) zo groot dus. Een kwantumteleportatie kost bijna geen energie, in vergelijking daarmee, en de kwantumsprong helemaal niets. Bovendien vindt overbrugging van de afstand in 0 sec plaats, wat oneindig sneller is dan het licht. De truuk is dus, een nauwkeurige manipulatie van coördinaten te realiseren. Ook komt bij fusie vele malen minder straling vrij, en het proces kan in geen tijd beëindigt worden bij calamiteiten. Daarnaast, wil je met een ruimteschip vanaf het aardoppervlak opstijgen, dan kun je met diezelfde kwantumfusieaandrijving, op afstoting van de kernen overschakelen. Daarvoor hoef je dan slechts de coördinaten voor fusie te wijzigen. Dat kan, door de protonen pal tegen elkaar, in plaats van in elkaar te materialiseren. De afstotingsreactie zou dan voldoende energie moeten afgeven voor stuwkracht, terwijl het product van deze reactie slechts uit heet plasma zou bestaan. Geen straling dus, wat wel zo veilig is in de biosfeer. Antimaterie vernietigt protonen door annihilatie. De positief en negatief geladen protonkernen worden met elkaar in contact gebracht. Aan straling geen gebrek denk ik, en het goedje bewaren is veel moeilijker en gevaarlijker dan welk ander bekend proces ook.
De LHC is zo groot omdat het afbuigen van de straal zorgt voor afremming van de deeltjes. Daarom moet de hoek van afbuiging zo klein mogelijk zijn, wat betekent dat de cirkel zo groot mogelijk moet zijn.
Daarnaast is de lading van een proton beperkt tot een gebied van ongeveer 0,8fm. Als protonen werkelijk zo sterk geladen waren, dan was alles waar positief geladen ionen bij betrokken zijn onmogelijk geweest.
Â
Kwantumteleportatie is geen echte teleportatie, maar een overbrenging van kwantumstaat (verstrengeling). Deeltjes kunnen dus niet verplaatst worden met kwantumteleportatie.
Waar je anti-protonen vandaan wil halen zonder deeltjesversneller begrijp ik ook niet helemaal. Waarom je protonen kapot wil hebben begrijp ik ook niet, want protonen zijn absoluut niet gevaarlijk in de scheikunde. Het is namelijk gewoon H+, wat moeiteloos met zo’n beetje alles reageert zonder gedoe.