Arahkan ke tempat yang tidak diketahui

Keingintahuan dan keinginan untuk menjelajah selalu membedakan jiwa manusia dan, dengan dorongan-dorongan ini, umat manusia telah menemukan keberanian untuk mengatasi ketakutan akan hal-hal yang tidak diketahui, bahaya nyata dan teror monster-monster imajiner yang menghuni mentalitas kolektif. Para navigator pemberani yang tidak diketahui telah menghadapi badai yang luar biasa dan ketenangan yang tak ada habisnya, melintasi perbatasan yang tidak terpikirkan pada masa di mana semua orang percaya bahwa seseorang harus jatuh ke dalam kehampaan begitu mencapai ujung dunia. Pertama mereka melewati Pilar Hercules, lalu mereka melangkah lebih jauh dan lebih jauh lagi, hingga ke benua Amerika dan, setelah mengatasi ribuan kesulitan dan bahaya, mereka mengelilingi dunia.

Christopher Columbus, Vasco da Gama, Bartolomeo Diaz, Ferdinand Magellan memungkinkan untuk menggambar peta dunia yang benar-benar baru dan pengetahuan ilmiah benar-benar mulai berkembang ketika dibukanya jalur laut yang menghubungkan keempat penjuru bumi. Kemajuan yang dicapai dalam navigasi maritim, pada kenyataannya, telah memungkinkan umat manusia untuk memperluas pengetahuan tentang planet kita ini dan menyebarkan gagasan, budaya, dan gagasan.

Sebagian besar orang di Bumi saat ini memiliki gambaran lengkap tentang planet kita yang terukir di benak mereka. Saat ini kita semua tahu bahwa saat matahari terbit di Eropa, di Amerika masih malam atau saat di sini musim panas, di belahan bumi selatan sedang musim dingin. Dunia kini telah menjadi desa global yang penduduknya semakin hari semakin saling ketergantungan.

Namun, beberapa abad yang lalu hal ini tidak diterima begitu saja dan jalan untuk mencapainya saat ini tidaklah mudah.

Navigasi kuno

Pada awal kehidupan masyarakat, laut merupakan penghalang yang di baliknya terdapat hal-hal yang tidak diketahui. Namun, didorong oleh rasa ingin tahu, keinginan untuk menjelajah, tetapi juga rasa lapar, kebutuhan untuk bereproduksi, kebutuhan untuk menemukan sumber daya baru, manusia menghadapi hal-hal yang tidak diketahui dan bahaya, menemukan daratan baru dan masyarakat baru di luar lautan dan membangun lalu lintas maritim pertama yang, dengan kemajuan pembuatan kapal, semakin berkembang.

Pada saat dayung angkatan laut sebagian besar lalu lintas pesisir berkembang di laut tertutup. Angkatan laut dayung sebenarnya bisa disebut sebagai sarana navigasi "rumah". Kapal-kapal tersebut terikat ke pantai, memiliki kelayakan laut yang buruk dan tidak cocok untuk pelayaran laut yang jauh. Oleh karena itu, mereka harus melakukan navigasi secara tidak terus menerus dan bergantung pada kondisi cuaca serta lamanya jarak yang harus ditempuh. Oleh karena itu, kapal-kapal berlayar ke laut selama "musim baik" dan navigasi siang hari terutama dilakukan melalui laut pengenalan ciri-ciri pantai (gunung, kota, menara pengawas, teluk, dll…) dan navigasi malam memandang ke bintang-bintang untuk memahami apakah rutenya benar.

Namun, komunikasi maritim pada saat itu memungkinkan penyebaran pengetahuan dan volume lalu lintas barang berharga dan ringan yang wajar, yang sangat mempengaruhi pertumbuhan masyarakat maritim, dan tidak hanyaⁱ. Keinginan untuk mengetahui dan menjelajahi dunia yang semakin jauh kemudian memungkinkan berkembangnya teknik pembuatan kapal yang cocok untuk menghadapi laut lepas dan bahaya besar yang terkait dengannya.

Perkembangan dari angkatan laut berlayar, berkat metode penggerak yang tak kenal lelah dan sepenuhnya bebas seperti angin, menandai dimulainya perlombaan jalur laut, di mana pantai tidak terlihat selama berhari-hari. Penegasan bertahap tentang pelayaran yang diterapkan pada lambung lepas pantai, pada kenyataannya, memungkinkan para navigator menyebar ke seluruh dunia.

Unit-unit tersebut memiliki jangkauan yang lebih luas dan kapasitas muatan yang lebih besar, dan, mengingat lebih murah dibandingkan transportasi laut, sebuah prinsip yang secara substansial masih berlaku hingga saat ini, dan hal ini juga menandai awal dari kemakmuran nyata bagi masyarakat benua.

Namun, jarak dari pantai dan kurangnya titik referensi tertentu telah lama menjadi masalah bagi para navigator, yang mengikuti rute lebih banyak dengan hati dan naluri dibandingkan dengan kepastian matematis dari posisi mereka, yang dipahami sebagai titik geografis tepat yang diidentifikasi oleh lintang dan bujur.

Di belahan bumi utara, misalnya, pada malam hari garis lintang mudah diketahui dengan melakukan pengukuran "ketinggian" bintang kutub, yaitu sudut yang terbentuk antara arah cakrawala laut dan arah bintang, sehingga memungkinkan navigator mengetahui secara langsung garis lintangnya sendiri. Faktanya, di ekuator, tinggi kutub kutub sama dengan nol karena dapat diamati di garis cakrawala, dan bertambah seiring bertambahnya garis lintang hingga ke kutub utara, yang tingginya maksimum dan sama dengan 90° ( di atas kepala kita). Hal ini dimungkinkan dengan menggunakan instrumen optik yang cocok untuk mengukur sudut antara dua objek, yang secara bertahap berkembang hingga akhir abad ke-XNUMX, sekstan.ⁱⁱ laut. Melalui beberapa cermin yang memantulkan cahaya bintang dan perangkat yang sesuai untuk membaca sudut, ketinggian suatu benda/bintang di cakrawala diukur. Namun, pergerakan kapal yang konstan membuat pengamatan menjadi sulit dan, ketika langit mendung atau berkabut, pengukuran hampir tidak mungkin dilakukan.

Penghitungan garis bujur, di sisi lain, telah lama mewakili permasalahan bahari yang utama, karena perhitungan ini tidak dapat disimpulkan secara langsung dari pengamatan bintang, karena garis bujur berhubungan erat dengan waktu. Karena Bumi menyelesaikan rotasi 360 derajat penuh dalam 24 jam, perbedaan garis bujur sebesar 15 derajat berarti waktu naik atau turun satu jam dari titik acuan. Mengetahui perbedaan waktu terjadinya fenomena astronomi yang sama di dua lokasi berbeda memungkinkan untuk menghitung perbedaan garis bujur. Perbedaan waktu tersebut, yang diukur dalam jam, menit dan detik, pada kenyataannya mempunyai persamaan garis bujur dan oleh karena itu mewakili perbedaan garis bujur antara titik yang diketahui dan posisi seseorang..

Secara keseluruhan, wacana teoretisnya cukup sederhana, namun penerapan praktisnya bukannya tanpa kesulitan teknis, mengingat teknologi pada saat itu. Faktanya, untuk membuat perhitungan yang tepat, penting untuk memastikan ketepatan waktu di atas kapal, jika tidak, datanya tidak akan benar.

Jam bubuk (istilah "jam pasir" dalam bahasa Italia terkadang juga menunjukkan jenisnya ke air) hanya digunakan untuk menandai kehidupan di kapal (penggantian jam tangan, makanan, dll…) dan jam saku tidak cocok untuk menghitung garis bujur karena tidak menjamin ketepatan yang diperlukan.

Oleh karena itu, ketidaktentuan garis bujur terkadang menyebabkan berakhirnya navigasi secara dramatis dengan bangkai kapal, karena posisi sebenarnya tidak seperti yang diasumsikan. Pada tanggal 22 Oktober 1707 misalnya, empat kapal perang Inggris tenggelam karena mengira masih berada di laut lepas, namun pada malam harinya tiba-tiba mereka mendapati diri berada di pesisir Kepulauan Scilly, sekitar 45 km barat daya Cornwall. Kecelakaan itu menyebabkan hilangnya sekitar dua ribu pelaut.

Perhitungan garis bujur yang tepat hanya mungkin dilakukan setelah orang Inggris John Harrison, seorang jenius mekanik, pada tahun 1764 menemukan kronometer, yaitu jam yang presisi dan portabel yang tidak terpengaruh, misalnya, oleh variasi suhu atau percepatan akibat pergerakan kapal. Ini merupakan titik balik nyata bagi seni navigasi. Pentingnya ketepatan waktu membuat layanan jam tangan didirikan di laut khusus untuk memeriksa apakah kronometer selalu berjalan.

Sebagai catatan, penemuan Harrison mendapat banyak tentangan dan hanya setelah beberapa tahun ia berhasil mendapatkan pengakuan penuh... dan sebagian dari hadiah besar.

Selama berabad-abad, pengamatan terhadap bintang-bintang adalah satu-satunya cara untuk menghitung posisi di laut lepas, bahkan setelah munculnya dan penyebaran pesat tenaga penggerak mekanis dan kemajuan teknologi pesat berikutnya. Juga disana navigasi udara, pada kenyataannya, pada dasarnya menggunakan instrumen yang sama untuk mengamati dan mengukur ketinggian bintang yang digunakan oleh kapal, melalui kubah untuk observasi, dengan tambahan tabel koreksi yang sesuai untuk ketinggian observasi, tanpa memperhitungkan data yang dikumpulkan akan telah terdistorsi dan hasil akhirnya akan berubah secara signifikan. Hingga produksi peralatan navigasi radioelektrik.

Navigasi pada abad ke-XNUMX

Penemuan radio ternyata tidak hanya inovatif bagi sektor telekomunikasi, namun juga mempunyai implikasi penting bagi navigasi maritim dan udara. Faktanya, pada abad ke-XNUMX banyak dikembangkan sistem navigasi radio yang memanfaatkan penerimaan impuls radioelektrik yang datang dari berbagai stasiun pemancar yang ditempatkan pada posisi tetap dan diketahui. Oleh karena itu, hanya untuk menyebutkan beberapa yang paling terkenal, sistem Loran frekuensi rendah mulai muncul (Navigasi Jarak Jauh) dan Decca.

Prinsip pengoperasian sistem Loran didasarkan pada perbedaan waktu ketika menerima antar sinyal yang dikirimkan oleh dua stasiun penyiaran radio. Pada peta tertentu, titik kapal dapat diidentifikasi. Sistem Decca menggunakan prinsip perbedaan fasa sinyal yang dipancarkan oleh stasiun bumi. Berbeda dengan Loran, yang stasiun-stasiunnya memancarkan pulsa, di Decca stasiun-stasiun tersebut memancarkan frekuensi terus menerus dan hal ini, jika di satu sisi Decca memiliki jangkauan efektif yang lebih rendah daripada Loran, di sisi lain memungkinkan untuk memperoleh posisi yang lebih tepat.

Juga untuk navigasi udara le alat bantu radio di lapangan (VOR, NDB, TACAN, ILS, MLS, dll…) telah mewakili dan beberapa masih mewakili bantuan yang sangat diperlukan untuk mengetahui posisi seseorang. Beberapa sistem menyediakan data posisi dalam tiga dimensi (oleh karena itu juga dengan data ketinggian), berkontribusi terhadap keselamatan navigasi udara secara keseluruhan dan memberikan informasi yang lebih lengkap kepada pilot tentang posisi mereka dalam ruang tiga dimensi. Sistem lokalisasi dan navigasi radio ini memerlukan keberadaan stasiun pemancar yang terletak di darat dan, oleh karena itu, diperlukan sejumlah stasiun pemancar dalam jumlah besar agar dapat menjangkau global, dengan mempertimbangkan kendala daya orografis dan emisi.

Mengingat kegunaan semua sistem ini, pencarian berkelanjutan untuk cara-cara baru untuk mendapatkan data posisi yang semakin tepat telah mengarah pada produksi sistem penentuan posisi global, yang mengeksploitasi jaringan dengan jumlah satelit yang terbatas di orbit untuk mengirim sinyal radio yang diterjemahkan oleh sebuah perangkat elektronik kecil yang secara langsung memberi kita representasi grafis dari posisi kita di permukaan bumi serta data garis lintang dan bujur, tanpa perlu kita melakukan perhitungan matematis. Itu melakukan semua peralatan elektronik. Misalnya adalah Pengaturan Waktu dan Jangkauan Satelit NAVigasi Sistem Pemosisian Global (NAVSTAR GPS), yang kita semua kenal sebagai GPS, ditemukan oleh Amerika Serikat, Rusia GLObal'naja NAvigacionnaja Sputnikovaja Sistema (GLONASS), BeiDou Tiongkok atau sistem GALILEO, dikembangkan oleh Uni Eropa bekerja sama dengan Badan Antariksa Eropa.

Navigasi luar biasa berikutnya

Keinginan untuk menjelajah, yang mendorong umat manusia melakukan perjalanan untuk melihat apa yang ada di balik hamparan cair yang diwakili oleh lautan dan samudera di dunia, tetap tidak berubah. Keingintahuan dan keinginan untuk mengetahui, yang di masa lalu memungkinkan kita mengatasi ketakutan atavistik dan menjelajah ke hal-hal yang tidak diketahui, kini mendorong kita menuju bintang.

Pencarian bentuk-bentuk kehidupan cerdas lainnya, keinginan untuk memahami mekanisme alam semesta atau pencarian dunia baru di mana, mungkin di masa depan yang sangat jauh, kita dapat menemukan koloni manusia, seperti halnya para navigator kuno yang tidak diketahui, menemukan dukungan ekonomi terutama dalam motivasi mereka yang mencari ruang untukpengadaan bahan baku atau untuk urusan pertahanan dan keamanan. Cepat atau lambat, umat manusia akan memiliki teknologi yang mampu melakukan lompatan besar dan meluncurkan awak pesawat ke tujuan luar angkasa yang semakin jauh. Perjalanan eksplorasi dan ilmiah bersama kosmonot, saat ini telah digambarkan dalam banyak film atau serial TV fiksi ilmiah.

Sejak navigasi dimulai, kami selalu melihat ke langit untuk mengetahui posisi kami dan karenanya mengetahui rute mana yang harus diikuti. Oleh karena itu, bahkan navigasi kendaraan luar angkasa di masa depan harus memperoleh data dari bintang-bintang untuk memecahkan masalah baru dan kompleks dalam menghitung posisi, mengingat data tersebut harus bersifat "universal", yaitu harus didasarkan pada referensi. sistem yang tidak bergantung pada Bumi atau tata surya kita. Menjauh dari semua poin yang diketahui dan "aman" ini, pada kenyataannya, penghitungan posisi akan menambah kesulitan lain pada evaluasi keseluruhan. Pertama-tama, ketidakmungkinan menerima sinyal dari sistem penentuan posisi terestrial. Oleh karena itu, GPS yang bagus tidak akan dapat membantu "Kapten Kirks" di masa depan dalam mengidentifikasi posisi mereka di luar angkasa.

Oleh karena itu perlunya mencari sistem navigasi alternatif yang dapat memenuhi tugas mengidentifikasi posisi pasti kendaraan luar angkasa. Sama seperti para pelaut dahulu kala, yang menggunakan Bintang Utara sebagai titik acuan untuk menyeberangi lautan, para astronot masa depan juga bisa melakukannya ketergantungan pada pulsar untuk penentuan posisi, navigasi dan waktu (PNT) di luar angkasa.

Le pulsar adalah bintang neutron yang berkat kombinasi rotasi dan medan magnetnya, mampu memancarkan kilatan cahaya dan sinyal radio berdenyut intens serta radiasi lainnya dengan irama yang sangat presisi. Secara umum, mereka seperti dewa suar radio ditempatkan di alam semesta. Apa yang terjadi saat ini dengan penerima GPS, yang menggunakan sinyal yang dikirim oleh satelit dari jaringan penentuan posisi tertentu, untuk menentukan jaraknya dari satelit tersebut dan menghitung garis lintang, bujur, dan ketinggiannya, akan terjadi pada penerima di dalam kendaraan luar angkasa, yang akan mendeteksi, mengukur dan menggunakan denyut teratur dan sangat tepat yang dipancarkan oleh pulsar setiap beberapa milidetik untuk menghitung posisinya di ruang angkasa.

Ahli astrofisika memberi tahu kita bahwa pulsar Ada ribuan sinyal yang diketahui saat ini, namun tampaknya hanya enam atau tujuh yang mampu memberikan sinyal yang cukup halus dan kuat untuk digunakan dalam pengukuran jangka pendek, seperti yang diperlukan untuk fungsi PNT yang presisi. Namun, jumlah sekecil itu pun sudah memungkinkan navigasi yang andal melintasi kosmos di masa depan.

Saat ini, alat untuk mendeteksi emisi pulsar mereka mengandalkan sinar-X, yang tidak menembus atmosfer bumi, sehingga hanya berguna di luar angkasa. Namun, ada kemungkinan suatu hari nanti sinyal sinar-X tersebut dapat diubah dan dikirim ke platform terestrial, sehingga memungkinkannya digunakan untuk navigasi di mana pun, bahkan di Bumi (sebagai cadangan atau untuk meningkatkan keakuratan sistem berbasis GPS). PNT), atau dalam navigasi mengelilingi Bulan, misalnya. Sejak 2017, teleskop sinar-X eksperimental bernama Penjelajah Komposisi Interior Bintang Neutron (NICER), yaitu seukuran mesin cuci dan digunakan untuk lebih memahami sifat-sifat bintang neutron. Para kru yang mengikuti satu sama lain di SSI telah memasangkan NICER dengan perangkat lunak penerbangan sebagai bagian dari misi yang disebut Station Explorer untuk Teknologi Waktu dan Navigasi Sinar-X (SEXTANT), yang menggunakan observasi dari pulsar X-ray untuk menentukan posisi orbit yang tepat dari stasiun luar angkasa. Itu tim dari SEXTANT berhasil menyelesaikan demo pertama pada bulan November 2018. Badan Antariksa Eropa juga mengevaluasi waktunya berdasarkan pulsar untuk meningkatkan keakuratan data yang disediakan oleh jaringan satelit Galileo PNT.

Kesimpulan

Perjalanan menuju hal yang tidak diketahui adalah salah satu fantasi yang menggelitik pikiran banyak orang yang, sejak kecil, bermimpi meniru eksploitasi Columbus, Magellan ... atau Armstrong. Menjelajahi seluruh permukaan bumi, pergi ke tempat yang tidak diketahui, ke kedalaman alam semesta yang mengelilingi kita, tetap menjadi fantasi yang paling tersebar luas. Hal ini membawa kita untuk melihat ke atas dan bermimpi untuk mendorong batas-batas pengetahuan semakin jauh. Pada peta Romawi kuno terdapat prasasti yang menunjukkan wilayah planet yang belum dijelajahi, terlalu berbahaya dan tidak diketahui: hic sunt leones, dari sini ada binatang buas. Itu merupakan indikasi bahwa ujung dunia yang diketahui telah tercapai.

Berabad-abad telah berlalu namun umat manusia masih memiliki keinginan untuk berlayar menuju cakrawala, untuk mengatasinya, untuk menjelajahi hal-hal yang tidak diketahui. Sedangkan cakrawala ilmu pengetahuan ibarat cakrawala lautan, yang terus bergerak maju. Di sini, keinginan kami terus mengeksplorasi, menghadirkan itu hic sunt leones idealnya semakin jauh, melampaui Bulan, melampaui Mars, melampaui batas tata surya, hingga ke ruang antarbintang.

Waktu, sarana, dan manusia berubah, namun dorongan untuk melakukan eksplorasi terhadap hal-hal yang tidak diketahui tetap sama dan sistem navigasi, meskipun semakin disempurnakan dan tepat, didasarkan pada prinsip-prinsip yang cukup umum. Mengutip kutipan yang dikaitkan dengan Lucio Anneo Seneca, ke "... Tidak ada rute yang menguntungkan bagi pelaut yang tidak tahu ke mana harus pergi...", saya dengan patuh menambahkan ... dan, yang terpenting, dia tidak tahu di mana dia berada ... Para astronot, pada kenyataannya, yang berlayar karena alasan ilmiah, komersial, atau militer, mereka perlu melakukannya tahu persis di mana mereka berada, agar dapat menavigasi dengan benar ke tujuan mereka.

Kita tidak tahu berapa lama waktu yang masih harus berlalu agar eksplorasi ruang angkasa pertama di luar tata surya dapat dilakukan. Saat ini, teknologi yang diperlukan untuk menghasilkan tenaga penggerak yang efisien untuk menempuh jarak yang jauh masih kurang. Sambil menunggu mesin pendorong yang cocok, pekerjaan para ilmuwan terus berlanjut, dengan tujuan untuk meningkatkan jumlahnya pulsar untuk digunakan sebagai jam galaksi. Dengan menganalisis sinyalnya secara mendalam, sinyal tersebut dapat dipilih pulsar yang, dalam skala waktu yang lama, menjamin stabilitas yang sama seperti jam atom laboratorium dan yang tidak bergerak secara terukur, dengan instrumen yang kita miliki. Ini akan memungkinkan para navigator masa depan yang tidak diketahui mengetahui secara pasti di mana mereka berada.

Jika sampai saat ini perjalanan ruang angkasa dan penjelajahan galaksi dengan wahana buatan telah membawa umat manusia pada pengetahuan tentang apa yang hingga seabad lalu hanya ada dalam penelitian dan pengamatan yang dilakukan dari Bumi atau bahkan dalam imajinasi manusia, kemungkinan besar hal tersebut adalah perjalanan ruang angkasa di masa depan, selain dari tujuan ilmiah, akan memiliki motivasi ekonomi yang signifikan (mencari atau mengekstraksi bahan mentah dan sumber daya energi), militer atau bahkan (mengapa tidak?) pariwisata. Tanpa mempertimbangkan bahwa kemungkinan besar, di saat-saat yang bahkan mungkin tidak menarik bagi cicit kita, mungkin kita perlu merencanakan untuk tinggal jauh dari planet kita secara permanen.

Oleh karena itu, untuk mengetahui ke mana harus pergi, sangatlah penting untuk memiliki pengetahuan mendalam tentang alam semesta, tetapi yang terpenting, memiliki sistem yang memungkinkan kita untuk mencapai tujuan tersebut. tahu persis di mana kita berada di luar angkasa, detail kecil namun menentukan, yang akan membantu kosmonot masa depan menavigasi menuju hal yang tidak diketahui, membawa umat manusia menuju cakrawala baru.