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Ein GPS für Satelliten: NASA testet erfolgreich Navigation anhand von Pulsaren

Forscher haben eine Technik getestet, mit der sich Weltraumsonden autonom orientieren und von der Erde unabhängiger machen könnten. Dazu griffen sie auf Pulsare als kosmische Leuchttürme zurück. Die Genauigkeit war deutlich besser als erwartet.

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Ein GPS für Satelliten: NASA testet erfolgreich Navigation anhand von Pulsaren

Künstlerische Darstellung eines Pulsars

(Bild: NASA)

Forscher der NASA haben erfolgreich ein System getestet, mit dem Satelliten anhand von Pulsaren autonom ihre Position bestimmen könnten. Auch wenn es noch Jahre dauern könnte, bis das System einsatzbereit wäre, so sei die Demonstration doch ein "Durchbruch für die Erkundung des interplanetaren Raums", erklärt der Forschungsleiter Jason Mitchell. Er ist für das Projekt SEXTANT (Station Explorer for X-ray Timing and Navigation Technology) zuständig, das auf das Experiment NICER (Neutron-star Interior Composition Explorer) an Bord der ISS zurückgegriffen hat. Das konnte seine Position acht Stunden lang meist auf 3 Meilen (knapp 5 Kilometer) genau bestimmen – angepeilt war eine Genauigkeit auf 10 Meilen.

Pulsare sind äußerst schnell rotierende Neutronensterne, die regelmäßig wiederkehrende Signale aussenden. Für ihr Experiment hatten die Forscher vier solcher Pulsare ausgewählt, die mit einer Millsekunden-Frequenz Röntenstrahlen in unsere Richtung aussenden. Nicer hat ihren Stand am Firmament vermessen und daraus die eigene Position errechnet, während es an Bord der ISS um die Erde raste. Nach dem gleichen Prinzip wie das globale GPS mit seinen Satelliten dienten diese Himmelskörper also als kosmische Leuchttürme, anhand derer sich künftig Sonden orientieren könnten. Die Pulsare sind außerdem so stabil, dass ihre Frequenz auf Jahre hinaus vorhergesagt werden kann.

Während GPS und ähnliche Systeme wie das europäische Galileo auf der Erde eine Positionierung auf den Meter genau ermöglichen, erwarten die Forscher von der Pulsar-Navigation eine Genauigkeit auf einige Dutzend oder wenige Hundert Meter genau. Das sei angesichts der immensen Entfernungen im All völlig ausreichend und würde es Sonden ermöglichen, unabhängig von der Erde zu navigieren. Die Technik stünde dann auch nicht nur im Sonnensystem, sondern auch darüber hinaus zur Verfügung. Dazu müssten die nötigen Sensoren nun aber verkleinert, energiesparender und sensibler gemacht werden, denn Nicer etwa sei so groß wie ein Kühlschrank und damit viel zu groß für eine Forschungssonde. (mho)

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