Самолеты начнут ориентироваться по пульсарам

Голландская аэрокосмическая лаборатория NRL совместно с несколькими университетами Нидерландов, Финляндии, Португалии и Болгарии начала разрабатывать новую систему навигации для самолетов. Как сообщает Aviation Week, в ней для определения местоположения самолета будут использоваться пульсары, нейтронные звезды, излучение разных типов от которых приходит на Землю в виде периодических всплесков. Благодаря новой системе летательные аппараты станут независимыми от наземных или космических систем позиционирования.

Разработка новой системы навигации ведется в рамках проекта PulsarPlane, одной из частей европейской исследовательской программы Framework 7. Исследователи решили использовать пульсары для навигации, потому что их электромагнитные импульсы имеют уникальную и четкую периодичность, варьирующуюся для разных космических источников от 1,4 миллисекунды до пяти секунд. Их электромагнитное излучение охватывает широкий спектр. Наконец, излучение пульсаров фиксируется постоянно и из практически любой точки Земли.

Для разработки навигационной системы, определяющей местоположение по пульсарам, практически не требуется создания наземной инфраструктуры. Данные о новых пульсарах можно получать от уже существующих обсерваторий, а для получения сигналов от уже известных — не нужно сложное оборудование. Преимуществом использования пульсаров для навигации является также потенциально полная неуязвимость системы для глушения или спуфинга.

Как ожидается, новая навигационная система будет широко использоваться в авиации во второй половине XXI века. В рамках проекта PulsarPlane планируется найти несколько технических решений. В частности, исследователям предстоит определить минимальный диаметр антенны, которая будет принимать излучение пульсаров. Дело в том, что захват и идентификация излучения пульсаров в значительно степени зависит от размера антенны — чем он меньше, тем больше требуется времени.

Кроме того, антенны необходимо будет интегрировать в конструкцию самолетов. Исследователи также намерены разработать принимающие устройства и алгоритмы обработки фиксируемого излучения. Наконец, для навигации по сигналам пульсаров потребуется мощное компьютерное оборудование. Пока известно, что для приема излучения будут использоваться фазированные антенные решетки. По каналу связи с землей самолеты будут получать обновления базы данных с известными пульсарами.

Принцип навигации по пульсарам отчасти будет похож на современную GPS. Правда, если для последней местоположение спутников известно (на основе данных с нескольких спутников с высокой точностью вычисляется положение объекта на Земле), то точное положение пульсаров — нет. Местоположение самолета будет вычисляться на основе сигналов от этих трех пульсаров и изменения частоты их пульсации по мере перемещения самолета.

Для коррекции расчетов исследователи планируют использовать сигнал от еще одного пульсара. Наконец, излучение от шестого пульсара будет использоваться для коррекции времени. Точность вычислений также будет корректироваться при помощи данных с инерциальных систем навигации самолета.

Сегодня в гражданской и военной авиации для навигации используются инерциальные системы, вычисляющие положение летательного аппарата на основе данных о его перемещения от точки взлета, и спутниковая аппаратура GPS/ГЛОНАСС. Кроме того, летчики стратегической авиации в случае глушения спутниковых сигналов со стороны противника могут воспользоваться астронавигацией, то есть методами определения местоположения самолета по звездам.

Василий Сычёв