НАСА разчита на 300-годишен уред за най-лошия ден в Космоса

Секстантът може да върне астронавтите на Земята, ако технологиите се провалят

Може да звучи като сценарий на научнофантастичен филм, но днешните астронавти използват морски навигационен инструмент от XVIII век като резервна технология. Ако връзката на астронавтите със Земята бъде прекъсната, те трябва да разчитат на комбинация от най-модерни камери, традиционно ориентиране по звездите и планетите, както и на 300-годишния инструмент - секстанта. Той работи на изненадващо прост принцип, като обърнат далекомер. Докато далекомерът помага да разберем къде се намира даден обект спрямо нас, секстантът прави обратното - използва небесните тела, за да разберем къде сме ние. Навигаторът гледа през уреда към хоризонта, а с помощта на огледалата насочва към него и образа на Слънцето или звезда. Когато двете се видят на едно място, той отчита ъгъла между тях от скалата на секстанта. С този ъгъл, точния час и данните за небесното тяло може да определи къде се намира.

На пръв поглед подобен уред изглежда напълно излишен в епохата на компютрите и високотехнологичните камери. Но всъщност проблемът с навигацията започва, преди совалката да се отдалечи значително от Земята. Когато корабът на НАСА “Орион” се отправи към Луната, той

изненадващо бързо излиза от обсега на сателитите

Те се намират на около 32 000-37 000 км над планетата, което звучи като много, но само след 15-20 минути от началото на полета космонавтите губят връзка с екипа на Земята и трябва да разчитат на други начини за навигация. Това обаче не означава само да знаеш къде се намираш. Екипажът на кораба трябва да знае накъде се движи и с каква скорост.

Преди векове моряците в открито море е трябвало да гледат звездите, за да разберат къде са и как е ориентиран корабът им спрямо тези небесни тела. Това умение обаче продължава да се използва не само на Земята, но и в далечния Космос, тъй като звездите остават някои от малкото ориентири, след като астронавтите се отдалечат от планетата ни.

Разликата е, че днес хората не разчитат единствено на собствените си очи. Космическият кораб “Орион” разполага с оптична навигационна система, която прави снимки на Земята, Луната и звездите и използва положението и размера на небесните тела, за да изчисли къде се намира корабът. Така принципът, който някога е бил зад морската навигация, вече може да бъде изпълняван от камера и компютър.

Зад тази система стои Грег Холт, водещият специалист по навигацията на “Орион” и мисиите “Артемис” до Луната. Той е прекарал години в разработването и изпитването на различни начини космическият кораб да може да определя собственото си местоположение дори в ситуация, в която връзката със Земята бъде прекъсната.

“Прекарваме много време в мислене как да не загубим комуникация. Но в онези наистина лоши дни, когато все пак я загубим, какво трябва да направи екипажът?”, пита Холт в подкаст на НАСА.

Именно този въпрос кара екипа му да потърси резервен вариант, който не зависи нито от GPS, нито от връзка със Земята. Учените искали да проверят дали самите астронавти могат да се ориентират чрез стари методи и средства. През 2018 г. на Международната космическа станция е изпратен секстант и двама астронавти са правили измервания и наблюдавали Луната и звездите с просто око.

“Помолихме членовете на екипажа да покажат дали могат да използват ръчен секстант като аварийно средство за навигация, с което биха могли да се върнат от Луната, ако изгубят комуникация със Земята. Защото, ако това действително се случи, губят и радионавигационната връзка и в този момент остават сами”, обяснява Холт.

Още през 60-те години НАСА започва да използва навигация по звездите в космическите полети. Тогава обаче дори астронавтите не били напълно сигурни, че този метод ще работи в Космоса.

“Едно от нещата, които ме тревожеха тогава, беше дали навигацията ни е достатъчно точна... ако по някаква причина изгубим връзка със Земята, ще можем ли да се ориентираме сами, използвайки небесна навигация? Смятахме, че можем, но това бяха непроверени умения”, разказва Нийл Армстронг, първият човек, стъпил на Луната.

Отговорът се оказал положителен. Той и други астронавти от ранните космически полети успешно използвали секстанти и други методи за наблюдение с невъоръжено око както рутинно, така и при извънредни ситуации. По време на космическия полет “Джемини 12” през 1966 г. пилотът ѝ Бъз Олдрин прибегнал до ръчен секстант и карта заради проблем с радара. А по време на почти катастрофалната мисия “Аполо 13” през 1970 г. командирът Джим Ловел използвал Земята като ориентир в последния етап от пътуването обратно към дома.

За да може да се използва в микрогравитация, секстантът е леко променен. Ръбовете му са заоблени и има и велкро, с което може да бъде закрепен към стената на кораба, за да не се носи свободно. Освен тези промени това е абсолютно същият уред, който човек би открил на борда на обикновен кораб в океана. Самите астронавти споделят, че е по-лесно да се използва при безтегловност, отколкото на Земята.

Тъй като при космическите мисии всеки грам допълнително тегло има значение, инструментът не е постоянно на борда на “Орион”, уточнява Би Би Си. По време на мисията “Артемис II” до Луната през април той е бил подготвен преди изстрелването и при проблем с камерите на оптичната навигационна система е можел да бъде качен на борда в последния момент. Щом са преценили, че уредът вероятно няма да бъде използван,

не се включва в стандартното оборудване

Това обаче означава, че при повреда, възникнала вече в Космоса, астронавтите може изобщо да не разполагат с ръчния секстант. Затова те се обучават и на още по-прости начини за ориентиране с невъоръжено око. Секстантът се оказва не основен навигационен инструмент, а последната резервна възможност, в случай че много от останалите системи вече са отказали.

Съществуват и други вечни начини за навигация, които помагат на астронавтите днес. Например ярките звезди и съзвездия, които исторически са служили за компас на мореплавателите, са полезен ориентир и в Космоса. Причината е, че хората могат лесно да ги забележат и разпознаят, независимо дали се намират на Земята, или на борда на космически кораб.

При бъдещи мисии до Марс астронавтите може да използват и астероиди като ориентири. Холт обяснява, че екипажът може предварително да знае къде би трябвало да се намира даден астероид спрямо ярките звезди. Астронавтите го откриват, правят измервания и ги сравняват с очакваното положение. Ако има разлика, това показва, че корабът не се намира точно там, където трябва, и курсът може да бъде коригиран.

“За мен част от очарованието на работата ми е да виждам как всички тези техники са свързани - от най-ранните форми на ориентиране по звездите от борда на корабите до начина, по който днес планираме да се ориентираме по пътя към Марс и дори още по-далеч”, казва Холт.