Обзор рынка GPS - Новая карта звездного неба выдает инструкции для врачей

Небо карта 295 определяющие источники ICRF2. Пунктирная линия эклиптики и сплошная линия галактической плоскости. Кредит: Дэйв Boboltz / USNO
Билл Штейгервальд
Гринбелте MD (СПБ) 30 октября 2009
Многие из нас были спасены от незнакомой территории направлениях от Глобальной системы позиционирования (GPS) навигатор. GPS спутники посылают сигналы на приемник GPS-навигатор, который рассчитывает свою позицию на основе местоположения спутников и подальше от них.

Расстояние определяется тем, насколько долго она взяла сигналов от различных спутников для достижения ресивер.

Эта система хорошо работает, и миллионы людей полагаются на это каждый день, но то, что говорит GPS спутники, где они находятся на первом месте?

"Для GPS на работу, орбитальные позиции, или эфемериды, спутники должны быть известны очень точно", сказал доктор Чопо Ма НАСА Goddard Space Flight Center's в Гринбелте, штат Мэриленд "Для того чтобы знать, где спутники, Вы должны знать ориентации Земли очень точно. "

Это не так очевидны, как просто смотреть на Земле - это пространство не удобно, отмеченные линиями для определения позиции нашей планеты. Еще хуже то, "все всегда в движении", сказал Ма. Земля качается как она вращается из-за гравитационного притяжения (приливы) от Луны и Солнца. Будто бы даже мелочи, как изменения в воздушных и океанских течений и движений в расплавленном ядре Земли все свое влияние ориентации нашей планеты.

Подобно тому, как вы можете использовать ориентиров найти свое место в незнакомом городе, достопримечательностях Астрономы используют в космосе положении Земли. Звезды кажется очевидным кандидатом, и они были использованы на протяжении всей истории, чтобы перейти на Земле. "Однако, для точного измерения крайне необходимы такие вещи, как GPS, звезды не будут работать, потому что они движутся слишком", говорит Ма.

Необходимы удаленных объектов, так что их движение не поддается обнаружению. Лишь пару классов объектов отвечать всем требованиям, потому что они также должны быть достаточно ярким, чтобы увидеть более невероятные расстояния. Такие вещи, как квазары, которые обычно ярче, чем в миллиард солнц, могут быть использованы.

Многие ученые считают, что эти объекты рассчитаны на питание от гигантские черные дыры питаются рядом газ. Газ в ловушке мощным гравитация черной дыры сжимается и нагревается до миллионов градусов, давая от интенсивного света и / или радио энергии.

Большинство квазаров таиться в космическое достигает космоса, более миллиарда световых лет от Земли, и поэтому они достаточно далеки появятся стационарные нам. Для сравнения, световой год, расстояние проходит свет в год, почти шесть триллионов миль. Вся наша галактика, состоящая из сотни миллиардов звезд, составляет около 100000 световых лет в поперечнике.

Коллекция удаленных квазаров, чьи позиции в небе точно известно, формирует карту небесных вехами в котором ориентироваться на Земле. Первая такая карта, называется Международная небесная отсчета (ICRF), было завершено в 1995 году.

Это было сделано в течение четырех лет с помощью тщательного анализа замечаний по позициям около 600 объектов. Ма привел три года усилия для обновления и повышения точности карт ICRF ученых, связанных с Международным сверхдлинных интерферометрия службы геодезии и астрометрии (ИВС) и Международного астрономического союза (МАС).

Призвали ICRF2, она использует наблюдений примерно 3000 квазаров. Она была официально признана в качестве основной системы координат для астрономии по МАС в августе 2009 года.

Создание такой карты не просто. Несмотря на блеск квазаров, то их крайняя расстояния делает их слишком слаба, чтобы быть расположен точно с обычной телескоп, который использует оптические света (свет, который мы можем видеть). Вместо этого используется специальная сеть радиотелескопов, называемый A Very Long Baseline интерферометра (РСДБ).

Чем больше телескоп, тем лучше его способность видеть мелкие детали, называется пространственным разрешением. РСДБ-сеть координирует свои замечания, чтобы получить разрешающую способность телескопа такого размера, как сеть. РСДБ-сетей натянутой континентов и даже целых полушариях земного шара, давая разрешающая способность телескопа тысячи километров в диаметре.

Для ICRF2, анализ наблюдений РСДБ сократить неопределенность в состоянии, как малые углы в 40 microarcseconds, о толщине 0,7 миллиметра механическим карандашом в Лос-Анджелесе, если смотреть со стороны Вашингтона.

Эта минимальная неопределенность примерно в пять раз лучше, чем ICRF, в соответствии с Ма. Эти сети расположены на ежегодной основе в качестве отдельной станции радиотелескоп совершить время прилагать скоординированные наблюдения. Управление всеми этими скоординированных наблюдений является одной из основных усилий в ИВС, в соответствии с Ма.

Кроме того, в изысканной точности РСДБ-сетей делает их чувствительными ко многим видам нарушений, называется шумом. Различия в атмосферного давления и влажности, вызванных погодными системами, сгибая в земной коре, из-за приливов и отливов, и перемещение антенны от места тектоники плит и землетрясения, все это влияет на РСДБ-измерений.

"Важной задачей было моделирование Все эти нарушения в компьютерах, принимать их во внимание и уменьшить шум, или неопределенности, в наших наблюдениях позицию", сказал Ма.

Другим основным источником шума является связаны с изменениями в структуре самих квазаров, который можно увидеть из-за чрезвычайных резолюцию РСДБ-сети, в соответствии с Ма.

ICRF карт не только для навигации на Земле, но также поможет нам найти дорогу в космос - сетка ICRF и некоторые сами объекты используются для оказания помощи кораблям навигации для межпланетных полетов, в соответствии с Ма.

Несмотря на свою полезность для вещей, как GPS, первичные заявки на картах ICRF является астрономии. Исследователи используют ICRF карт в качестве маршрута для телескопов. Объекты ссылаются с координатами, полученных от ICRF так что астрономы знают, где найти их в небе.

Кроме того, оптический видимый свет для наших глаз составляет лишь малую часть электромагнитного излучения от небесных объектов, которые варьируются от менее энергичными, низкочастотное излучение, как радио и микроволновых печей, через оптический свет очень энергичный, высокочастотные излучения, например, рентгеновские лучи и гамма-лучи.

Астрономы используют специальные детекторы, чтобы изображения объектов производства излучения наши глаза не могут видеть. Несмотря на это, поскольку вещи в пространстве могут иметь весьма различные температуры, объекты, которые генерируют излучение в одной полосе частот, скажем, оптических, не обязательно производить излучения в другой, возможно, радио.

Основное научное использование карт ICRF является точная сетка для объединения наблюдений объектов приниматься с использованием разных частот и точного местонахождения их относительно друг друга в небе.

Астрономы также использовать рамку как фон для записи движения небесных тел ближе к нам. Проследить, как звезды и другие перемещать объекты можно судить о их происхождении и эволюции.

Следующее обновление для ICRF может быть сделано в пространстве. Европейское космическое агентство планирует запустить спутник называется Gaia в 2012 году, что будет наблюдать около полумиллиона квазаров. Gaia использует оптический телескоп, а потому, что он стоит выше атмосферы, спутник сможет четко видеть эти слабые объекты и точно находить их в небо.

Миссия будет использовать квазаров, что оптически ярким, многие из которых являются слишком тусклым радио будет полезно для сетей РСДБ. Проект предполагает достаточно замечаний к 2018 году до 2020 года для производства следующего поколения ICRF.

ICRF2 участвуют исследователи из Австралии, Австрии, Китая, Франции, Германии, Италии, России, Украине и Соединенных Штатах, и было профинансировано организаций из этих стран, включая НАСА. Анализ координировались ИВС. МАС приняла официальное ICRF карты и рекомендует их время от времени обновления.

Просмотров: 1197

Назад к списку статей