p Agora que a NASA mostrou a viabilidade da navegação autônoma de raios-X no espaço, uma equipe liderada pelo Observatório Astrofísico Smithsonian planeja incluir a tecnologia em uma missão CubeSat proposta à Lua, e os engenheiros da NASA estão agora estudando a possibilidade de adicionar a capacidade de futuras espaçonaves de exploração humana. p O interesse nesta capacidade emergente de guiar espaçonaves até os confins do sistema solar surge poucos meses depois do cientista da NASA Keith Gendreau e sua equipe no Goddard Space Flight Center em Greenbelt, Maryland, demonstrou com sucesso a técnica - comumente conhecida como XNAV - com um experimento chamado Station Explorer para tecnologia de sincronização e navegação de raios-X, ou SEXTANTE.

p A demonstração da tecnologia SEXTANT, que a Diretoria de Missão de Tecnologia Espacial da NASA havia financiado sob seu programa de Desenvolvimento de Mudança de Jogo, ocorreu no final do ano passado e demonstrou que pulsares de milissegundos podem ser usados ​​para determinar com precisão a localização de um objeto se movendo a milhares de milhas por hora no espaço. Essas pulsações são altamente previsíveis, muito parecido com os relógios atômicos usados ​​para fornecer dados de tempo no onipresente sistema GPS.

p Durante a demonstração, O SEXTANT tirou proveito dos 52 telescópios de raios-X e detectores de desvio de silício no Explorador de Composição Interior com estrela de nêutrons da NASA, ou NICER, para detectar raios X que emanam de alvos pulsares de quatro milissegundos. Os dados de tempo dos pulsares foram alimentados em algoritmos de bordo que geraram de forma autônoma uma solução de navegação para a localização do NICER em órbita ao redor da Terra.

p A equipe deve realizar outra demonstração do XNAV no final desta primavera para ver se ele pode melhorar a já impressionante precisão da tecnologia, disse o Gerente de Projeto SEXTANT Jason Mitchell, que trabalha em Goddard.

p Teste de navegação

p Em outro desenvolvimento que poderia ampliar o uso do XNAV, a equipe SEXTANT recentemente entregou um teste especial para o Laboratório de Eletro-Óptica da Divisão de Aeromecânica e Mecânica de Voo no Johnson Space Center da NASA em Houston. A equipe desenvolveu o dispositivo de mesa exclusivo - às vezes descrito como um 'pulsar em uma mesa' - para simular os sinais de baixa intensidade recebidos dos pulsares. As medições obtidas do XNAV serão usadas para testar algoritmos que estão sendo desenvolvidos para futuras missões tripuladas.

p Os sensores XNAV complementam os sensores de navegação óptica (OpNav). Juntos, eles podem servir como um pacote de navegação autônomo para auxiliar os veículos em caso de perda de comunicação com o solo e para aliviar a carga de rastreamento de navegação na Rede Espacial Profunda da NASA.

p Mitchell disse que o portal da plataforma orbital lunar da NASA, onde os astronautas participarão de uma variedade de ciências, exploração, e atividades comerciais em órbita ao redor e na Lua, poderia empregar recursos XNAV.

p CubeX:Caracterizando a Superfície Lunar

p E em outro desenvolvimento, a equipe SEXTANT está trabalhando com Suzanne Romaine, um cientista do Observatório Astrofísico Smithsonian, e JaeSub Hong, um pesquisador da Harvard University, para pilotar o XNAV em uma missão CubeSat chamada CubeX.

p "Este é um impulso para mover a tecnologia para o modo operacional, "disse Mitchell, quem, junto com Gendreau, é um colaborador CubeX. "Esta é uma grande oportunidade para o XNAV e mostrando seu valor para navegar no espaço profundo."

p Como atualmente concebido, o pequeno satélite coletaria dados de tempo da lista de pulsares de milissegundos SEXTANT usando o telescópio de raios-X em miniatura da CubeX. Um algoritmo a bordo usaria os dados para determinar a trajetória da espaçonave. A equipe compararia a solução CubeX com a fornecida pela Deep Space Network da NASA, uma capacidade de comunicação e navegação usada por todas as missões espaciais da NASA.

p Demonstrando o XNAV em um satélite operacional, Contudo, isn't the mission's only objective.

p The other half of its mission will be spent measuring the composition of the Moon's lower crust and upper mantle to understand the origin and evolution of Earth's only natural satellite, which scientists believe may have formed when a huge collision tore off a chunk of Earth.

p "There's a lot we don't know about the Moon. Many mysteries remain, " said Hong. A better understanding of the mantle layer could be key to determining how the Moon and the Earth formed. To get this information, CubeX would use a technique called X-ray fluorescence, or XRF.

p XRF, which is widely used in science and industry applications, is based on the principle that when individual atoms in sediment, rochas, and other materials are excited by an external energy source—in this case, X-rays emanating from the Sun—they emit their own X-rays that exhibit a characteristic energy or wavelength indicative of a specific element. This can be likened to how fingerprints can identify a specific person.

p By capturing these "fluorescing" photons with a miniaturized X-ray optic and then analyzing them with an onboard spectrometer, scientists can discern which elements make up outcrops of the Moon's rocky mantle, which have been exposed by impact craters, and its crust, which overlays the mantle.

p The mission would launch no earlier than 2023 to take advantage of the next solar maximum, which would assure a steady bombardment of high-energy X-rays to produce the fluorescence.