La navegación púlsar se convertirá en el GPS espacial

La NASA trabaja para lograr un sistema de navegación universal que determine correctamente nuestra posición en el espacio

Viajar por el espacio y que nuestro ordenador central pierda el norte galáctico es, sin duda, una de las mayores pesadillas de los que soñamos con pilotar una nave de recreo más allá de los límites del sistema solar.

Afortunadamente parece que en la NASA están trabajando para lograr un sistema de navegación universal (nunca mejor dicho) que nos pueda permitir determinar correctamente nuestra posición en el espacio.

La idea general es conseguir algo similar a los populares Sistemas de Posicionamiento Global, los GPS (Global Positioning System), pequeños aparatos que reciben señales de una constelación de 24 satélites que orbitan nuestro planeta a unos 20.000 kilómetros de altura.

Estos satélites tienes un periodo orbital de 12 horas, están situados en 6 planos diferentes y separados unos 60 grados, de modo que cualquier receptor situado sobre la superficie terrestre puede observar de forma directa entre 6 y 12 de estos satélites. Con tan solo una correcta recepción de tres de estos satélites podemos “triangular” perfectamente nuestra posición (realmente el método matemático se llama trilateración, pero usar aquí el termino “trilaterar” no parece nada intuitivo).

Constelación de Satélites GPS.

Actualmente guiar a nuestras naves espaciales (tripuladas o no) por el universo no es en absoluto trivial. Las naves deben de comunicarse regularmente con la Tierra para confirmar su posición y recibir instrucciones de navegación. Pare ello, se utilizan sistemas de comunicación como el “Deep Space Network” de la NASA, que utiliza un grupo de antenas parabólicas gigantes.

Este tipo de sistemas son costosos (construcción, puesta en marcha, mantenimiento, …), consumen un tiempo muy valioso invertido en la comunicación con las naves y cuanto más lejos nos encontremos de la Tierra resultan menos efectivos. Enviar una sonda más allá del sistema solar con esta tecnología resultaría imposible o al menos extremadamente complicado.

Los astrónomos plantean utilizar una red de “faros naturales” que están distribuidos por todo el espacio, los púlsar.

Como es poco viable llenar el universo con satélites tipo GPS, los astrónomos plantean utilizar una red de “faros naturales” que están distribuidos por todo el espacio, los púlsar.

Los púlsar, acrónimo ingles de “pulsating star”, son simplemente estrellas de neutrones que emiten radiación de forma periódica.

Intentaremos explicar este “simplemente”. Pensemos en una estrella supergigante (con una masa entre 10 y 50 veces la de nuestro querido Sol) que explota en una supernova ardiente. Estas explosiones son tremendas y entre sus restos dejan unas estrellas bastante particulares, compuestas principalmente de neutrones, así que lo de “estrellas de neutrones” es un gran nombre.

Estas estrellas aglutinan una masa enorme, que suele oscilar entre 1,35 y 2,1 la masa del Sol, en esferas de apenas unos 10 o 12 kilómetros de diámetro (imaginemos una ciudad mediana, pero muy bien aprovechada, en la que somos capaces de comprimir la masa de algo así como medio millón de planetas del tamaño de la Tierra).

La mayor parte de estas estrellas de neutrones sobre su eje varias veces por minuto emitiendo radiación electromagnética, estas son los púlsar. Pero algunas de ellas, las más jóvenes, giran muchísimo más rápido, se han llegado a localizar púlsar que giran sobre si mismos al increíble ritmo de 640 rotaciones por segundo, estos son los “púlsar de milisegundos”.

Desde su descubrimiento (1967) hasta hoy se han localizados más de 2000 púlsar, cifra que lógicamente va en aumento. Identificar a cada uno de ellos por su periodo e intensidad de emisión es relativamente sencillo.

Así que tenemos estrellas muertas del tamaño de una ciudad, con más masa que nuestro Sol, con campos magnéticos de hasta veinte billones de veces el de la Tierra, que giran a velocidades de hasta 70.000 kilómetros por segundo, distribuidos por todo el universo y perfectamente identificables. Estamos ante una enorme y gratuita red de balizas estelares.

Desde su descubrimiento (1967) hasta hoy se han localizados más de 2000 púlsar

Ahora veamos en qué punto nos encontramos en el terreno de la “navegación púlsar”.

En junio de 2017 se instaló en la estación espacial (ISS) el NICER (Neutron Star Interior Composition Explorer o Explorador de Composición Interior de Estrellas de Neutrones), un sofisticado aparato del tamaño de una lavadora que aspira a desentrañar algunos de los grandes misterios del universo. Su trabajo principal es medir el tamaño de los púlsar y aportar alguna luz que nos ayude a comprender mejor la materia utradensa que los compone.

NICER ya ha sido capaz de calcular de forma independiente (sin la ayuda de sistemas de comunicaciones espaciales) su propia posición el espacio. Se utilizaron observaciones de rayos X que llegaban de cinco púlsar conocidos. La misión registro durante varios minutos la emisión de cada púlsar antes de girar de forma autónoma para observar el siguiente. Los resultados han sido muy satisfactorios.

NICER ha utilizado 52 pequeños telescopios de rayos X para su estudio, pero se estima que un único telescopio puede realizar el mismo trabajo, de modo que un aparato de tan solo unos cinco kilogramos de peso podría ser capaz de ayudar a futuras misiones a navegar por el espacio de forma bastante autónoma, incluso más allá de los límites del Sistema Solar.