La navegación celeste , también conocida como astronavegación , es la práctica de fijar la posición utilizando estrellas y otros cuerpos celestes que permite a un navegante determinar con precisión su posición física actual real en el espacio o en la superficie de la Tierra sin depender únicamente de cálculos posicionales estimados, comúnmente conocido como navegación a estima . La navegación celeste se realiza sin utilizar navegación por satélite u otros medios de posicionamiento electrónicos o digitales modernos similares.
La navegación celeste utiliza "vistas" o mediciones angulares cronometradas, tomadas típicamente entre un cuerpo celeste (por ejemplo, el Sol , la Luna , un planeta o una estrella ) y el horizonte visible . La navegación celeste también puede aprovechar las mediciones entre cuerpos celestes sin referencia al horizonte terrestre, como cuando se utiliza la Luna y otros cuerpos seleccionados en la práctica llamada "lunares" o el método de la distancia lunar , utilizado para determinar el tiempo preciso cuando el tiempo es. desconocido.
La navegación celeste mediante la observación del Sol y el horizonte mientras se está en la superficie de la Tierra se usa comúnmente, proporcionando varios métodos para determinar la posición, uno de los cuales es el método popular y simple llamado "navegación a la vista al mediodía", que es una sola observación de la altitud exacta del Sol y la hora exacta de esa altitud (conocida como "mediodía local"): el punto más alto del Sol sobre el horizonte desde la posición del observador en un solo día. Esta observación angular, combinada con el conocimiento simultáneo de su hora exacta, denominada hora en el primer meridiano, proporciona directamente una fijación de latitud y longitud en el momento y lugar de la observación mediante una simple reducción matemática. La Luna, un planeta, Polaris o una de las otras 57 estrellas de navegación cuyas coordenadas están tabuladas en cualquiera de los almanaques náuticos o aéreos publicados también pueden lograr este mismo objetivo.
La navegación celeste logra su propósito mediante el uso de mediciones angulares (miras) entre los cuerpos celestes y el horizonte visible para localizar la posición de uno en la Tierra, ya sea en tierra, en el aire o en el mar. Además, las observaciones entre estrellas y otros cuerpos celestes lograron los mismos resultados en el espacio, utilizadas en el programa espacial Apolo y todavía se utilizan en muchos satélites contemporáneos. Asimismo, la navegación celeste se puede utilizar en otros cuerpos planetarios para determinar la posición en su superficie, utilizando su horizonte local y cuerpos celestes adecuados con tablas de reducción coincidentes y conocimiento de la hora local.
Para la navegación por medios celestes, cuando se encuentra en la superficie de la Tierra en un instante dado, un cuerpo celeste se encuentra directamente sobre un solo punto de la superficie de la Tierra. La latitud y longitud de ese punto se conocen como posición geográfica (GP) del cuerpo celeste, cuya ubicación se puede determinar a partir de tablas del almanaque náutico o aéreo de ese año. El ángulo medido entre el cuerpo celeste y el horizonte visible está directamente relacionado con la distancia entre el GP del cuerpo celeste y la posición del observador. Después de algunos cálculos, denominados " reducción de visión ", esta medida se utiliza para trazar una línea de posición (LOP) en una carta de navegación o en una hoja de trabajo de trazado, con la posición del observador en algún lugar de esa línea. El LOP es en realidad un segmento corto de un círculo muy grande en la Tierra que rodea el GP del cuerpo celeste observado. (Un observador ubicado en cualquier parte de la circunferencia de este círculo en la Tierra, midiendo el ángulo del mismo cuerpo celeste sobre el horizonte en ese instante, observaría que ese cuerpo está en el mismo ángulo sobre el horizonte). Los cuerpos terrestres dan dos líneas de este tipo en la carta, que se cruzan en la posición del observador (en realidad, los dos círculos darían como resultado dos puntos de intersección que surgirían de las observaciones de dos estrellas descritas anteriormente, pero una puede descartarse ya que estará lejos de la posición estimada). —ver la figura en el ejemplo siguiente). La mayoría de los navegantes utilizarán miras de tres a cinco estrellas, si están disponibles, ya que eso dará como resultado una sola intersección común y minimizará la posibilidad de error. Esa premisa es la base del método de navegación celeste más comúnmente utilizado, denominado "método de intersección de altitud". Se deben trazar al menos tres puntos. La intersección de la trama generalmente proporcionará un triángulo donde se encuentra la posición exacta dentro de él. La precisión de las miras está indicada por el tamaño del triángulo.
Joshua Slocum utilizó la navegación con visión del mediodía y con visión de estrellas para determinar su posición actual durante su viaje, la primera circunnavegación del mundo registrada con una sola mano. Además, utilizó el método de la distancia lunar (o "lunares") para determinar y mantener la hora conocida en Greenwich (el primer meridiano), manteniendo así su "reloj de hojalata" razonablemente preciso y, por lo tanto, su posición fija exacta.
La navegación celeste sólo puede determinar la longitud cuando se conoce con precisión la hora en el primer meridiano . Cuanto más exactamente se conozca la hora en el primer meridiano (0° de longitud), más precisa será la localización; – de hecho, cada cuatro segundos de error de la fuente horaria (comúnmente un cronómetro o, en los aviones, un " hack watch " preciso) puede provocar un error de posición de una milla náutica . Cuando se desconoce o no se confía en la hora, el método de la distancia lunar se puede utilizar como método para determinar la hora en el primer meridiano. Se utiliza un reloj funcional con segundero o dígito, un almanaque con correcciones lunares y un sextante. Sin ningún conocimiento del tiempo, un cálculo lunar (dada una Luna observable de altitud respetable) puede proporcionar una hora exacta de uno o dos segundos con aproximadamente 15 a 30 minutos de observaciones y reducción matemática de las tablas del almanaque. Después de la práctica, un observador puede derivar y comprobar regularmente el tiempo utilizando este método con una precisión de aproximadamente un segundo, o una milla náutica, de error de navegación debido a errores atribuidos a la fuente de tiempo.
.gif/1280px-Sun_Moon_(annotated).gif)
A la derecha se muestra un ejemplo que ilustra el concepto detrás del método de intercepción para determinar la posición. (Otros dos métodos comunes para determinar la posición de uno usando la navegación celeste son la longitud por cronómetro y los métodos de ex-meridianos ). En la imagen adyacente, los dos círculos en el mapa representan líneas de posición para el Sol y la Luna a las 12:00 GMT del mes de octubre. 29 de septiembre de 2005. En ese momento, un navegante en un barco en el mar midió que la Luna estaba a 56° sobre el horizonte usando un sextante . Diez minutos más tarde, se observó que el Sol estaba a 40° sobre el horizonte. Luego se calcularon y trazaron líneas de posición para cada una de estas observaciones. Dado que tanto el Sol como la Luna fueron observados en sus respectivos ángulos desde el mismo lugar, el navegante tendría que ubicarse en uno de los dos lugares donde se cruzan los círculos.
En este caso, el navegante está ubicado en el Océano Atlántico, a unas 350 millas náuticas (650 km) al oeste de Madeira , o en América del Sur, a unas 90 millas náuticas (170 km) al suroeste de Asunción , Paraguay. En la mayoría de los casos, determinar cuál de las dos intersecciones es la correcta es obvio para el observador porque a menudo están a miles de kilómetros de distancia. Como es poco probable que el barco cruce América del Sur, la posición en el Atlántico es la correcta. Tenga en cuenta que las líneas de posición en la figura están distorsionadas debido a la proyección del mapa; Serían circulares si se trazaran en un globo.
Un observador en la punta del Gran Chaco vería la Luna a la izquierda del Sol, y un observador en la punta de Madeira vería la Luna a la derecha del Sol.
La medición precisa de ángulos ha evolucionado a lo largo de los años. Un método sencillo consiste en mantener la mano sobre el horizonte con el brazo extendido. El ancho angular del dedo meñique es de poco más de 1,5 grados con el brazo extendido y puede usarse para estimar la elevación del Sol desde el plano del horizonte y, por lo tanto, estimar el tiempo hasta la puesta del sol. La necesidad de mediciones más precisas llevó al desarrollo de una serie de instrumentos cada vez más precisos, incluidos el kamal , el astrolabio , el octante y el sextante . El sextante y el octante son más precisos porque miden ángulos desde el horizonte, eliminando errores causados por la colocación de los punteros de un instrumento, y porque su sistema de doble espejo cancela los movimientos relativos del instrumento, mostrando una vista estable del objeto y el horizonte.
Los navegantes miden la distancia en la Tierra en grados , minutos de arco y segundos de arco . Una milla náutica se define como 1.852 metros, pero también (no accidentalmente) es un minuto de arco de ángulo a lo largo de un meridiano de la Tierra. Los sextantes se pueden leer con precisión dentro de 0,1 minutos de arco, por lo que la posición del observador se puede determinar dentro (teóricamente) de 0,1 millas náuticas (185,2 metros, o alrededor de 203 yardas). La mayoría de los navegantes oceánicos, midiendo desde una plataforma móvil en buenas condiciones, pueden lograr una precisión práctica. precisión de aproximadamente 1,5 millas náuticas (2,8 km, suficiente para navegar con seguridad cuando no hay tierra a la vista ni otros peligros. [1]
.jpg/1280px-180423-N-DL434-149_(27894845758).jpg)
La navegación celeste práctica generalmente requiere un cronómetro marino para medir el tiempo, un sextante para medir los ángulos, un almanaque [2] que proporcione horarios de las coordenadas de los objetos celestes, un conjunto de tablas de reducción visual para ayudar a realizar los cálculos de altura y acimut , y un gráfico de la región. [3] Con las tablas de reducción visual, los únicos cálculos necesarios son la suma y la resta. [4] Pequeñas computadoras de mano, portátiles e incluso calculadoras científicas permiten a los navegantes modernos "reducir" las vistas del sextante en minutos, automatizando todos los pasos de cálculo y/o búsqueda de datos. [5] La mayoría de las personas pueden dominar procedimientos de navegación celeste más simples después de uno o dos días de instrucción y práctica, incluso utilizando métodos de cálculo manuales.
Los navegantes prácticos modernos suelen utilizar la navegación celeste en combinación con la navegación por satélite para corregir una derrota a estima , es decir, un rumbo estimado a partir de la posición, el rumbo y la velocidad de una embarcación. El uso de múltiples métodos ayuda al navegador a detectar errores y simplifica los procedimientos. Cuando se usa de esta manera, un navegante, de vez en cuando, mide la altitud del Sol con un sextante y luego la compara con una altitud precalculada basada en la hora exacta y la posición estimada de la observación. En el gráfico, la regla de un trazador puede marcar cada línea de posición. Si la línea de posición indica una ubicación a más de unas pocas millas de la posición estimada, se pueden realizar más observaciones para reiniciar la ruta a estima. [6]
En caso de fallo del equipo o eléctrico, tomar líneas solares varias veces al día y hacerlas avanzar a estima permite que un buque obtenga una solución de funcionamiento rudimentaria suficiente para regresar a puerto. También se puede utilizar la Luna, un planeta, Polaris o una de las otras 57 estrellas de navegación para rastrear el posicionamiento celeste.
La latitud se medía en el pasado midiendo la altitud del Sol al mediodía (la "visión del mediodía") o midiendo las altitudes de cualquier otro cuerpo celeste al cruzar el meridiano (alcanzando su altitud máxima cuando se dirigía al norte o al sur), y frecuentemente midiendo la altitud de Polaris , la estrella polar (suponiendo que sea suficientemente visible sobre el horizonte, lo cual no lo es en el hemisferio sur ). Polaris siempre permanece dentro de 1 grado del polo norte celeste . Si un navegante mide el ángulo con respecto a Polaris y encuentra que está a 10 grados del horizonte, entonces se encuentra a unos 10 grados al norte del ecuador. Luego, esta latitud aproximada se corrige utilizando tablas simples o correcciones de almanaque para determinar una latitud que en teoría tiene una precisión de una fracción de milla. Los ángulos se miden desde el horizonte porque normalmente no es posible localizar el punto directamente encima, el cenit . Cuando la neblina oscurece el horizonte, los navegantes utilizan horizontes artificiales, que son espejos horizontales o bandejas de fluido reflectante, especialmente mercurio. En este último caso, el ángulo entre la imagen reflejada en el espejo y la imagen real del objeto en el cielo es exactamente el doble de la altitud requerida.
Si el ángulo con respecto a Polaris puede medirse con precisión, una medición similar de una estrella cerca de los horizontes oriental u occidental proporcionaría la longitud . El problema es que la Tierra gira 15 grados por hora, lo que hace que dichas mediciones dependan del tiempo. Un compás unos minutos antes o después del mismo compás del día anterior genera graves errores de navegación. Antes de que existieran buenos cronómetros , las mediciones de longitud se basaban en el tránsito de la luna o las posiciones de las lunas de Júpiter . En su mayor parte, eran demasiado difíciles para ser utilizados por cualquiera excepto por astrónomos profesionales. La invención del cronómetro moderno por John Harrison en 1761 simplificó enormemente el cálculo longitudinal.
El problema de la longitud tardó siglos en resolverse y dependía de la construcción de un reloj que no fuera de péndulo (ya que los relojes de péndulo no pueden funcionar con precisión en un barco inclinado, ni siquiera en un vehículo en movimiento de ningún tipo). Dos métodos útiles evolucionaron durante el siglo XVIII y todavía se practican hoy: la distancia lunar , que no implica el uso de un cronómetro, y el uso de un reloj o cronómetro preciso.
Actualmente, los cálculos de longitud para un profano se pueden realizar anotando la hora local exacta (omitiendo cualquier referencia al horario de verano ) cuando el Sol está en su punto más alto en el cielo de la Tierra. El cálculo del mediodía se puede hacer de manera más fácil y precisa con una pequeña varilla exactamente vertical clavada en un terreno nivelado; tómese el tiempo para leer cuando la sombra apunte hacia el norte (en el hemisferio norte). Luego tome la hora local y réstela de GMT ( hora media de Greenwich ), o la hora de Londres, Inglaterra. Por ejemplo, una lectura del mediodía (12:00) cerca del centro de Canadá o EE. UU. ocurriría aproximadamente a las 6 pm (18:00) en Londres. La diferencia de 6 horas es un cuarto de un día de 24 horas, o 90 grados de un círculo de 360 grados (la Tierra). El cálculo también se puede hacer tomando el número de horas (use decimales para fracciones de hora) multiplicado por 15, el número de grados que hay en una hora. De cualquier manera, se puede demostrar que gran parte del centro de América del Norte se encuentra en o cerca de los 90 grados de longitud oeste. Las longitudes orientales se pueden determinar sumando la hora local a GMT, con cálculos similares.
Un método más antiguo, pero aún útil y práctico, para determinar la hora exacta en el mar antes de la llegada de los sistemas de hora precisos y basados en satélites se llama " distancias lunares" o "lunares", que se utilizó ampliamente durante un período corto y se perfeccionó para el uso diario. uso a bordo de barcos en el siglo XVIII. Su uso disminuyó hasta mediados del siglo XIX a medida que el barco medio en el mar disponía de relojes cada vez mejores (cronómetros). Aunque más recientemente solo lo utilizan historiadores y aficionados al sextante, ahora se está volviendo más común en los cursos de navegación celeste para reducir la dependencia total de los sistemas GNSS como potencialmente la única fuente de tiempo precisa a bordo de un barco. Diseñado para usarse cuando no se dispone de un reloj preciso o cuando se sospecha de la precisión del reloj durante un largo viaje por mar, el navegador mide con precisión el ángulo entre la Luna y el Sol o entre la Luna y una de varias estrellas cercanas a la eclíptica . El ángulo observado debe corregirse por los efectos de refracción y paralaje, como cualquier visión celeste. Para realizar esta corrección, el navegador mide las altitudes de la Luna y el Sol (u otra estrella) aproximadamente al mismo tiempo que el ángulo de distancia lunar. Sólo se requieren valores aproximados para las altitudes. Un cálculo con tablas publicadas adecuadas (o a mano con logaritmos y tablas gráficas) requiere entre 10 y 15 minutos de trabajo para convertir los ángulos observados en una distancia lunar geocéntrica. Luego, el navegador compara el ángulo corregido con los que figuran en las páginas del almanaque correspondientes cada tres horas de la hora de Greenwich, utilizando tablas de interpolación para derivar valores intermedios. El resultado es una diferencia de tiempo entre la fuente horaria (de hora desconocida) utilizada para las observaciones y la hora real del primer meridiano (la del "meridiano cero" de Greenwich, también conocido como UTC o GMT). Conociendo UTC/GMT, el navegador puede tomar y reducir un conjunto adicional de vistas para calcular su posición exacta en la Tierra como latitud y longitud locales.
El método considerablemente más popular era (y sigue siendo) utilizar un reloj preciso para medir directamente el tiempo de un sextante. La necesidad de una navegación precisa llevó al desarrollo de cronómetros cada vez más precisos en el siglo XVIII (véase John Harrison ). Hoy en día, el tiempo se mide con un cronómetro, un reloj de cuarzo , una señal horaria de radio de onda corta transmitida desde un reloj atómico o la hora mostrada en un receptor de señal horaria por satélite . [7] Un reloj de pulsera de cuarzo normalmente marca la hora dentro de medio segundo por día. Si se usa constantemente, manteniéndolo cerca del calor corporal, su velocidad de deriva se puede medir con la radio y, al compensar esta deriva, un navegante puede mantener el tiempo en más de un segundo por mes. Cuando se conoce con precisión la hora en el meridiano principal (u otro punto de partida), la navegación celeste puede determinar la longitud, y cuanto más exactamente se conozcan la latitud y la hora, más precisa será la determinación de la longitud. La velocidad angular de la Tierra depende de la latitud. En los polos, o en la latitud 90°, la velocidad de rotación de la Tierra llega a cero. A 45° de latitud, un segundo de tiempo equivale en longitud a 1.077,8 pies (328,51 m ), o una décima de segundo significa 107,8 pies (32,86 m) [8] En el ecuador ligeramente abultado, o latitud 0° , la velocidad de rotación de la Tierra o su equivalente en longitud alcanza su máximo en 465,10 m/s (1.525,9 pies/s ). [9]
Tradicionalmente, un navegante comprobaba su(s) cronómetro(s) con su sextante en un marcador geográfico examinado por un astrónomo profesional. Esta es ahora una habilidad poco común y la mayoría de los capitanes de puerto no pueden localizar el marcador de su puerto. Los barcos solían llevar más de un cronómetro. Los cronómetros se guardaban en cardanes en una habitación seca cerca del centro del barco. Se utilizaban para establecer una vigilancia para la vista real, de modo que ningún cronómetro estuviera nunca expuesto al viento y al agua salada en cubierta. Dar cuerda y comparar los cronómetros era una tarea crucial del navegante. Incluso hoy en día, todavía se registra diariamente en el diario de cubierta del barco y se informa al capitán antes de las ocho campanadas de la guardia de mañana (mediodía a bordo). Los navegantes también ajustan los relojes y el calendario del barco. Dos cronómetros proporcionaban doble redundancia modular , permitiendo una copia de seguridad si uno deja de funcionar pero no permitiendo ninguna corrección de errores si los dos mostraban una hora diferente, ya que en caso de contradicción entre los dos cronómetros sería imposible saber cuál estaba equivocado ( la detección de errores obtenida sería la misma que tener un solo cronómetro y controlarlo periódicamente: todos los días al mediodía a estima ). Tres cronómetros proporcionaban triple redundancia modular , permitiendo la corrección de errores si uno de los tres estaba equivocado, por lo que el piloto tomaría el promedio de los dos con lecturas más cercanas (voto de precisión promedio). Hay un viejo refrán al respecto que dice: "Nunca te hagas a la mar con dos cronómetros; lleva uno o tres". [10] Los barcos que realizaban trabajos de reconocimiento generalmente llevaban más de tres cronómetros; por ejemplo, el HMS Beagle llevaba 22 cronómetros . [11]
El concepto de línea celeste de posición fue descubierto en 1837 por Thomas Hubbard Sumner cuando, después de una observación, calculó y trazó su longitud en más de una latitud de prueba en su vecindad y notó que las posiciones estaban a lo largo de una línea. Usando este método con dos cuerpos, los navegantes finalmente pudieron cruzar dos líneas de posición y obtener su posición, determinando de hecho tanto la latitud como la longitud. Más tarde, en el siglo XIX, se desarrolló el método de intersección moderno (Marcq St. Hilaire) ; Con este método, la altura del cuerpo y el acimut se calculan para una posición de prueba conveniente y se comparan con la altura observada. La diferencia en minutos de arco es la distancia de "intercepción" en millas náuticas a la que la línea de posición debe desplazarse hacia o alejándose de la dirección del subpunto del cuerpo. (El método de intercepción utiliza el concepto ilustrado en el ejemplo de la sección "Cómo funciona" anterior). Otros dos métodos para reducir las miras son la longitud por cronómetro y el método ex-meridiano .
Si bien la navegación celeste se está volviendo cada vez más redundante con la llegada de receptores de navegación por satélite ( GNSS ) económicos y de alta precisión, se utilizó ampliamente en la aviación hasta la década de 1960 y en la navegación marítima hasta hace muy poco. Sin embargo, dado que un marinero prudente nunca depende de ningún medio exclusivo para fijar su posición, muchas autoridades marítimas nacionales todavía exigen que los oficiales de cubierta demuestren conocimientos de navegación celeste en los exámenes, principalmente como respaldo para la navegación electrónica o por satélite. Uno de los usos actuales más comunes de la navegación celeste a bordo de grandes buques mercantes es la calibración de brújulas y la verificación de errores en el mar cuando no hay referencias terrestres disponibles.
En 1980, las regulaciones de la Armada francesa todavía exigían que se llevara a bordo un reloj operado de forma independiente para que, en combinación con un sextante, se pudiera determinar la posición de un barco mediante navegación celeste. [12]
La Fuerza Aérea y la Marina de los EE. UU. continuaron instruyendo a aviadores militares sobre el uso de la navegación celeste hasta 1997 porque:
La Academia Naval de los Estados Unidos (USNA) anunció que suspendería su curso sobre navegación celeste (considerado uno de sus cursos no relacionados con la ingeniería más exigentes) del plan de estudios formal en la primavera de 1998. [14] En octubre de 2015, citando Preocupaciones por la confiabilidad de los sistemas GNSS frente a posibles ataques hostiles , la USNA restableció la instrucción en navegación celeste en el año académico 2015 a 2016. [15] [16]
En otra academia del servicio federal, la Academia de la Marina Mercante de EE. UU., no hubo interrupción en la instrucción en navegación celeste, ya que es necesario aprobar el examen de licencia de la Guardia Costera de EE. UU. para ingresar a la Marina Mercante . También se enseña en Harvard , más recientemente como Astronomía 2. [17]
La navegación celeste sigue siendo utilizada por navegantes privados y, en particular, por yates de crucero de larga distancia en todo el mundo. Para las tripulaciones de barcos de crucero pequeños, la navegación celeste generalmente se considera una habilidad esencial cuando se aventuran más allá del alcance visual de la tierra. Aunque la tecnología de navegación por satélite es confiable, los navegantes en alta mar utilizan la navegación celeste como herramienta de navegación principal o como respaldo.
La navegación celeste se utilizó en la aviación comercial hasta la primera parte de la era del jet; Los primeros Boeing 747 tenían un "puerto sextante" en el techo de la cabina. [18] Sólo se eliminó gradualmente en la década de 1960 con la llegada de los sistemas de navegación inercial y Doppler, y los sistemas satelitales actuales que pueden localizar la posición de la aeronave con una precisión de una esfera de 3 metros con varias actualizaciones por segundo.
Se utilizó una variación de la navegación celeste terrestre para ayudar a orientar la nave espacial Apolo en su camino hacia y desde la Luna. Hasta el día de hoy, las misiones espaciales como el Mars Exploration Rover utilizan rastreadores de estrellas para determinar la actitud de la nave espacial.
Ya a mediados de la década de 1960, se habían desarrollado sistemas electrónicos e informáticos avanzados que permitían a los navegantes obtener posiciones celestes automatizadas. Estos sistemas se utilizaron tanto a bordo de barcos como de aviones de la Fuerza Aérea de EE. UU. y eran muy precisos, capaces de fijar hasta 11 estrellas (incluso durante el día) y resolver la posición de la nave a menos de 300 pies (91 m). El avión de reconocimiento de alta velocidad SR-71 fue un ejemplo de un avión que utilizaba una combinación de navegación celeste e inercial automatizada . Sin embargo, estos raros sistemas eran costosos y los pocos que siguen en uso hoy en día se consideran copias de seguridad de sistemas de posicionamiento por satélite más confiables.
Los misiles balísticos intercontinentales utilizan la navegación celeste para comprobar y corregir su rumbo (inicialmente fijado mediante giroscopios internos) mientras vuelan fuera de la atmósfera terrestre . La inmunidad a las señales de interferencia es el principal impulsor de esta técnica aparentemente arcaica.
La navegación y temporización basada en púlsares de rayos X (XNAV) es una técnica de navegación experimental para el espacio mediante la cual las señales periódicas de rayos X emitidas por los púlsares se utilizan para determinar la ubicación de un vehículo, como una nave espacial en el espacio profundo. Un vehículo que utilice XNAV compararía las señales de rayos X recibidas con una base de datos de frecuencias y ubicaciones de púlsares conocidas. De manera similar al GNSS, esta comparación permitiría al vehículo triangular su posición con precisión (±5 km). La ventaja de utilizar señales de rayos X sobre ondas de radio es que los telescopios de rayos X pueden hacerse más pequeños y livianos. [19] [20] [21] El 9 de noviembre de 2016, la Academia de Ciencias de China lanzó un satélite de navegación púlsar experimental llamado XPNAV 1 . [22] [23] SEXTANT (Station Explorer for X-ray Timing and Navigation Technology) es un proyecto financiado por la NASA desarrollado en el Centro de Vuelo Espacial Goddard que está probando XNAV en órbita a bordo de la Estación Espacial Internacional en conexión con el NICER. Proyecto, lanzado el 3 de junio de 2017 en la misión de reabastecimiento de la ISS SpaceX CRS-11 . [24]
Los equipos de entrenamiento en navegación celeste para tripulaciones de aviones combinan un sencillo simulador de vuelo con un planetario .
Un ejemplo temprano es el Link Celestial Navigation Trainer , utilizado en la Segunda Guerra Mundial . [25] [26] Ubicado en un edificio de 45 pies (14 metros de altura), presentaba una cabina que albergaba a toda la tripulación del bombardero (piloto, navegante y bombardero). La cabina ofrecía una gama completa de instrumentos , que el piloto utilizaba. para volar el avión simulado. Fijado a una cúpula encima de la cabina había un conjunto de luces, algunas colimadas , simulando constelaciones , a partir de las cuales el navegante determinaba la posición del avión. El movimiento de la cúpula simulaba las posiciones cambiantes de las estrellas con el paso del tiempo y el movimiento del avión alrededor de la Tierra. El navegador también recibía señales de radio simuladas desde distintas posiciones en tierra. Debajo de la cabina se movían "placas de terreno", grandes fotografías aéreas móviles de la tierra debajo, que daban a la tripulación la impresión de estar en vuelo. y permitió al bombardero practicar la alineación de objetivos de bombardeo. Un equipo de operadores se sentó en una cabina de control en el suelo debajo de la máquina, desde donde podían simular condiciones climáticas como viento o nubes. Este equipo también siguió la posición del avión moviendo un "cangrejo" (un marcador) en un mapa de papel.
El Link Celestial Navigation Trainer fue desarrollado en respuesta a una solicitud hecha por la Royal Air Force (RAF) en 1939. La RAF encargó 60 de estas máquinas y la primera se construyó en 1941. La RAF utilizó solo unas pocas de ellas. arrendando el resto a los EE. UU., donde eventualmente cientos estaban en uso.
NICER, previamente programado para un lanzamiento en SpaceX-12 en diciembre de 2016, volará ahora a la Estación Espacial Internacional con otras dos cargas útiles en SpaceX Commercial Resupply Services (CRS)-11, en el maletero despresurizado del vehículo Dragon.
Medios relacionados con la navegación celeste en Wikimedia Commons
