COLUMBUS, Ohio - L'espace extérieur brille d'un brouillard lumineux de rayons X, provenant de partout à la fois. Mais regardez attentivement dans ce brouillard, et de légères taches régulières deviennent visibles. Ce sont des pulsars millisecondes, des étoiles à neutrons de la taille d'une ville qui tournent incroyablement rapidement et qui lancent des rayons X dans l'univers avec plus de régularité que même les horloges atomiques les plus précises. Et la NASA veut les utiliser pour naviguer dans les sondes et les navires avec équipage dans l'espace lointain.
Un télescope monté sur la Station spatiale internationale (ISS), le Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER), a été utilisé pour développer une toute nouvelle technologie avec des applications pratiques à court terme: un système de positionnement galactique, a expliqué le physicien de la NASA Zaven Arzoumanian aux physiciens. Dimanche (15 avril) lors de la réunion d'avril de l'American Physical Society.
Avec cette technologie, "vous pourriez enfiler une aiguille pour entrer en orbite autour de la lune d'une soi-disant planète au lieu de faire un survol", a déclaré Arzoumian à Live Science. Un système de positionnement galactique pourrait également fournir "une solution de repli, de sorte que si une mission en équipage perd le contact avec la Terre, elle disposerait toujours à bord de systèmes de navigation autonomes".
À l'heure actuelle, le genre de manœuvres dont les navigateurs auraient besoin pour mettre une sonde en orbite autour de lunes lointaines est limite. Dans l'immensité de l'espace, il n'est tout simplement pas possible de déterminer l'emplacement d'un navire avec suffisamment de précision pour faire fonctionner le moteur correctement. C'est en grande partie la raison pour laquelle tant des missions planétaires les plus célèbres de la NASA - Voyager 1, Juno et New Horizons - ont été des survols, où des vaisseaux spatiaux ont volé à proximité, mais juste après, des principaux objets planétaires.
Le recours à la Terre pour la navigation est également un problème pour les missions en équipage, a déclaré Arzoumian. Si ce signal, reliant la Terre et un vaisseau spatial éloigné comme un fil long et ténu, se perd en quelque sorte, les astronautes auraient du mal à trouver leur chemin du retour de Mars.
Voici comment le système de positionnement galactique fonctionnerait
Un système de positionnement galactique contribuerait grandement à résoudre ce problème, a déclaré Arzoumian, bien qu'il ait averti qu'il était plus un expert des pulsars qu'un navigateur. Et cela fonctionnerait beaucoup comme le système de positionnement global (GPS) sur votre smartphone.
Lorsque votre téléphone tente de déterminer sa position dans l'espace, comme Live Science l'a déjà signalé, il écoute avec sa radio le tic-tac précis des signaux d'horloge provenant d'une flotte de satellites GPS en orbite terrestre. Le GPS du téléphone utilise ensuite les différences entre ces tiques pour déterminer sa distance par rapport à chaque satellite, et utilise ces informations pour trianguler sa propre position dans l'espace.
Le GPS de votre téléphone fonctionne rapidement, mais Arzoumian a déclaré que le système de positionnement galactique fonctionnerait plus lentement, prenant le temps nécessaire pour parcourir de longues étendues d'espace profond. Ce serait un petit télescope à rayons X pivotant, qui ressemblerait beaucoup au grand et encombrant NICER dépouillé de ses composants minimums les plus nus. L'un après l'autre, il pointerait au moins quatre pulsars millisecondes, chronométrant leurs "ticks" de rayons X comme un GPS chronomètre les ticks des satellites. Trois de ces pulsars indiqueraient au vaisseau spatial sa position dans l'espace, tandis que le quatrième calibrerait son horloge interne pour s'assurer qu'il mesurait correctement les autres.
Arzoumian a noté que le concept sous-jacent derrière le système de positionnement galactique n'est pas nouveau. Le célèbre disque d'or monté sur les deux vaisseaux spatiaux Voyager contenait une carte pulsar qui pointe tous les extraterrestres qui le rencontreront un jour sur la planète Terre.
Mais ce serait la première fois que les humains utiliseraient des pulsars pour naviguer. Déjà, selon Arzoumian, son équipe a réussi à utiliser NICER pour suivre l'ISS dans l'espace.
Le programme Station Explorer pour le chronométrage et la navigation par rayons X (SEXTANT) de la NASA, l'équipe derrière le système de positionnement galactique, avait pour objectif de suivre l'ISS à moins de 10 kilomètres sur une période de deux semaines, a déclaré Arzoumian.
"Ce que la manifestation de novembre a réalisé était plus de 7 kilomètres en deux jours", a-t-il dit.
Le prochain objectif du programme est de suivre la station à moins de 3 km. Il a dit qu'à terme, l'équipe espère obtenir moins de 0,6 mile de précision.
"Je pense que nous pouvons aller au-delà, mais je ne sais pas jusqu'où", a-t-il déclaré.
Et tout cela est en orbite terrestre basse, a-t-il dit, avec la station tournant dans des cercles sauvages et imprévisibles et la moitié du ciel bloquée par une planète géante, couvrant différents pulsars toutes les 45 minutes. Dans l'espace lointain, avec un champ de vision fonctionnellement illimité et où les choses se déplacent principalement en lignes droites prévisibles, a-t-il dit, la tâche sera beaucoup plus facile.
Déjà, selon Arzoumian, d'autres équipes de la NASA ont exprimé leur intérêt à intégrer le système de positionnement galactique dans leurs projets. Il a refusé de le dire, ne voulant pas parler pour eux. Mais il semble probable que nous pourrions voir un tel appareil futuriste en action dans un avenir très proche.
