La sonda viajó cientos de millones de kilómetros para llegar a Marte. ¿Por qué no perderse en el espacio?
Tomemos el sistema solar como ejemplo. Aunque el sistema solar tiene el sol y ocho planetas, su volumen combinado en realidad sólo representa alrededor del 2% del sistema solar. No hace falta decir que la palabra "espacio" merece su nombre.
Y a diferencia de nuestro "mapa" en tierra, volar en el espacio es un "mapa vacío" completamente tridimensional. Varios obstáculos y satélites en el espacio todavía se están moviendo y puede ser difícil atravesarlos. convertirse en un juego.
Entonces, ¿cómo logran esos detectores tal "inteligencia" y alcanzan con precisión objetivos a cientos de millones de kilómetros de distancia? ¿Cuáles son las armas secretas de la humanidad?
La primera sonda espacial no tripulada del mundo en el sistema solar exterior fue la estadounidense Voyager 1. Fue lanzado en 1977 y alcanzó con éxito el punto más cercano al centro de Júpiter en 1979, obteniendo información importante como los satélites, anillos, campo magnético y cinturones de radiación de Júpiter.
Después de la visita de Júpiter, la Voyager 1 continuó su viaje hacia Saturno y trajo información sobre Saturno después de alcanzar con éxito el punto más cercano. Por lo tanto, la gente midió el período de rotación de Saturno y la composición planetaria.
Actualmente, la Voyager 1 sigue detectando a una distancia de 2,24 10 10 kilómetros del Sol. Es el objeto creado por el hombre más alejado de la Tierra hasta el momento.
Después de eso, Estados Unidos lanzó la Voyager 2 y la Unión Soviética también lanzó muchas sondas a la Luna, Venus y Marte. Más tarde, Japón, Europa, China e India también se unieron a las filas de cuerpos celestes distantes.
Hablando de cómo encontraron su camino, en realidad es inseparable de los métodos de navegación en nuestra tierra. Cuando vamos a un lugar, normalmente nos basamos en la ruta guardada en la memoria o en los registros de navegación de nuestros teléfonos móviles. El peor de los casos es estar marcado por un edificio destacado o incluso pedir direcciones.
Estos métodos son inseparables de estos elementos: ubicación actual, destino y cálculo de ruta óptima. Lo mismo ocurre con los viajes espaciales. Hablemos de ello uno por uno.
Posición actual, es decir, cómo un detector en el espacio determina su posición. Llegados a este punto, el método más práctico es mucho más primitivo de lo que se podría pensar, y es el sextante utilizado en navegación y topografía.
El sextante tiene forma de abanico e incluye un pequeño telescopio, un espejo de horizonte y un espejo indicador. Cuando lo utilice, colóquelo cerca de la cuenca del ojo y utilice el sol u otras estrellas llamativas como referencia.
Al girar el espejo indicador para que la escalera coincida con el nivel del mar o el nivel del suelo, y luego leer el ángulo de altitud en el espejo indicador, podrá obtener fácilmente su latitud y longitud actuales. Después de años de desarrollo, su error no excederá 0,2 antes y no excederá 1 después.
Aunque ahora existen varios sistemas de posicionamiento por radio y satélite, sigue siendo la ayuda más fiable para la tripulación. La inmensidad del espacio y la inmensidad del mar son en realidad muy similares. Con sólo pequeñas modificaciones, el sextante podría utilizarse en el espacio. En este momento, solo necesita fijar una estrella llamativa como objeto de referencia para conocer aproximadamente su posición.
Además del sextante, hay otra cosa que puede saber tu posición llamada sensor de estrellas. El Tianwen-1 de China también está equipado con nuestros propios sensores ópticos, que se dividen en navegación óptica y navegación por infrarrojos. Puede obtener imágenes desde una gran distancia y medir los datos de al menos dos estrellas, estableciendo así un objeto de referencia de tres ejes en el vasto espacio para determinar su posición.
Luego, sabiendo dónde estás, el siguiente paso es el destino.
Cuando utilizamos el mapa en nuestro teléfono móvil, muchas veces solo necesitamos introducir el destino, y automáticamente aparecerá el mensaje "XX kilómetros de distancia" y elegirá la mejor ruta para nosotros.
¿Es posible "ingresar" un destino como este en el espacio? La respuesta es sí. Este trabajo fue realizado por físicos hace cientos de años, utilizando muchos métodos.
Similar al método de medir la distancia de los murciélagos en las cuevas, se emiten ondas de radar a los cuerpos celestes y se registra el tiempo de reflexión de las ondas de radar para determinar la distancia entre los cuerpos celestes. El principio y el funcionamiento son muy simples y la precisión puede alcanzar el nivel de centímetros, pero sólo es aplicable a los cuerpos celestes del sistema solar;
Las cefeidas son un tipo de deformación y su otro nombre les resulta familiar. nosotros - variables de pulso .
Los púlsares y los púlsares variables son como "faros" libres en nuestra exploración espacial, pero a diferencia de los púlsares ordinarios, su brillo cambia periódicamente con el tiempo. Midiendo su brillo y período de cambio, se puede determinar la distancia relativa al destino, bloqueando así la ubicación. Este método se puede aplicar a objetos dentro de millones de años luz.
La ley de Hubble se puede resumir en una frase: la velocidad de las estrellas en dirección retrógrada es proporcional a su distancia a la Tierra, es decir, siempre que se mida la velocidad, la distancia a la Tierra. La tierra se puede obtener inmediatamente. Este método es teóricamente invencible y se puede aplicar a todos los cuerpos celestes. El único inconveniente es la baja precisión, que es un método que sólo se utilizará como último recurso.
Ahora, el problema de la ubicación actual y el destino ha sido resuelto, sólo se necesita una ruta óptima. Aquí hay una pregunta: ahora que conocemos los dos extremos del segmento de línea, ¿no sería bueno caminar a lo largo de la línea recta?
Sin embargo, debido a la complejidad del entorno espacial, en realidad no podemos hacer esto. Hay dos razones:
En segundo lugar, el espacio está lleno de todo tipo de pequeñas estrellas desconocidas y obstáculos. Ir en línea recta a toda velocidad es probable que provoque accidentes. En pocas palabras, estos obstáculos son equivalentes a los árboles y edificios de nuestras carreteras, pero incluso se mueven y son incluso más duros que el entorno terrestre.
En segundo lugar, la Tierra y los cuerpos celestes en el destino tienen sus propios patrones de movimiento, lo que provocará cambios en la distancia de vuelo. Tomando a Marte como ejemplo, su período de revolución es 1,9 veces el de la Tierra, lo que provoca que la distancia entre la Tierra y Marte sea inestable. La distancia más cercana es de sólo 54 millones de kilómetros, pero la distancia más lejana puede alcanzar los 400 millones de kilómetros.
¡400 millones! Si seguimos esta ruta, me temo que nuestros detectores se activarían antes de la mitad del camino. Por lo tanto, se debe planificar cuidadosamente la ruta al realizar el lanzamiento, e incluso se debe elegir un "buen día", de lo contrario, la próxima oportunidad de lanzamiento puede ser décadas o cientos de años después.
Por lo tanto, el detector no sólo debe tomar el camino seguro, sino también tomar atajos. En este punto, los humanos no sólo tienen que planificar rutas basándose en la información de cada planeta, sino que también dependen de la gravedad de las estrellas. La Voyager 1 alguna vez llevó la gravedad de Júpiter y se "catapultó" hacia Saturno como una honda. Luego, la gravedad de Saturno hizo que volara por debajo del Polo Sur, abandonara la eclíptica y se dirigiera al universo más lejano.
Aquí hemos repasado todas las "armas secretas" actuales, que no son más que sabiduría y tecnología humanas, así que miremos hacia el futuro: ¿es posible que nuestro Beidou se utilice no sólo para ¿La navegación en la Tierra también se puede utilizar como "faro" para naves espaciales? En caso contrario, ¿es posible construir en el futuro un sistema satelital específico para la navegación espacial? En cualquier caso, el camino hacia el espacio bajo los pies humanos eventualmente se volverá más sólido, conduciendo a la puerta definitiva para la exploración humana del universo.