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PULSARE
Navigation mit rotierenden Neutronensterne
Redaktion / Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik
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16. April 2012

Pulsare sind schnell rotierende Neutronensterne, deren eng gebündelte Strahlung wie der Lichtkegel eines Leuchtfeuers durch das All streicht. Astronomen des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik haben nun ein Verfahren vorgestellt, mit dem sich diese Pulsare zur Navigation im All verwenden lassen. Die Methode könnte aber auch irdische Navigationssysteme verbessern.

Navigation

Raumsonden könnten bald auch mit Hilfe von Pulsaren navigieren.  Bild: Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik / ESA

Seit Jahrtausenden navigieren und orientieren sich Menschen auf der Erde anhand der Gestirne am Himmel. Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik haben nun eine Navigationsmethode entwickelt, die auf den periodischen Signalen von Neutronensternen beruht. Diese soll es Raumsonden in Zukunft möglich machen, sich eigenständig im Weltall zurechtzufinden. Professor Werner Becker stellte diese Technologie Ende März 2012 auf dem National Astronomy Meeting der britischen Royal Astronomical Society in Manchester vor.

Derzeitige Navigationssysteme für Raumsonden basieren auf Laufzeitmessungen von Radiosignalen von der Erde aus. Doch dazu braucht man zum einen mehrere Antennen auf der Erde und zum anderen werden die Messungen immer ungenauer, je größer der Abstand der Raumsonde zur Erde ist. Eine unabhängige und autonome Methode mit Pulsarsignalen könnte dieses System in Zukunft ergänzen oder sogar ablösen.

Ein Neutronenstern ist der kompakte Überrest eines einst massereichen Sterns, der, nachdem er seinen nuklearen Brennstoff aufgebraucht hat, in einer gigantischen Supernova explodiert ist. Diese Sterne besitzen sehr starke Magnetfelder, was dazu führt, dass sie ihre Strahlung entlang schmaler Strahlungskegel aussenden. Da der Neutronenstern rotiert, streifen diese Strahlungskegel wie die Signale eines Leuchtturms durch den Weltraum. Für einen Beobachter scheinen solche Objekte zu pulsieren; daher auch der Name Pulsar.

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Becker und seine Gruppe am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik entwickeln ein Navigationssystem für Raumfahrzeuge, das auf der periodischen Emission von Röntgenstrahlung einiger Pulsare beruht. Deren zeitliche Stabilität ist mit der von Atomuhren vergleichbar. Ihre charakteristischen Signale könnten somit zur Positionsbestimmung eingesetzt werden, analog zur GPS-Navigation auf der Erde. Vergleicht man die an Bord gemessenen Puls-Ankunftszeiten mit den vorhergesagten Ankunftszeiten an einem Referenzpunkt, so kann die Position der Raumsonde mit einer Genauigkeit von wenigen Kilometern bestimmt werden - überall im Sonnensystem und weit darüber hinaus.

Mit heute verfügbaren Antriebstechnologien sind Reisen außerhalb des Sonnensystems durch unsere Galaxie noch Zukunftsmusik. Dennoch könnte ein Navigationssystem auf der Grundlage von Pulsarsignalen für Raumsonden schon bald zum Einsatz kommen - vor allem da gegenwärtig neue, leichtgewichtige Röntgenspiegelsysteme entwickelt werden, die in 15 bis 20 Jahren zur Verfügung stehen dürften.

"Eine mögliche Anwendung dieser neuen Technologie besteht in der Unterstützung von Satelliten-Navigationssystemen wie GPS oder Galileo. Damit könnten diese Systeme autonom, also unabhängig von Bodenstationen auf der Erde, betrieben werden", so Becker. "Auch eine autonome Navigation interplanetarer Raumsonden wird damit möglich. Dies könnte bereits für eine bemannte Mission zum Mars von Interesse sein."

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siehe auch
MAGIC: Pulsar im Krebsnebel gibt Rätsel auf - 29. März 2012
   
Links im WWW
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