Laten we onze auto opnieuw gebruiken, maar deze keer krijgen we echte cijfers van de versnellingsmeter op onze smartphone. Laten we zeggen dat we bij rood licht beginnen en dan met een snelheid van 2 m/s rijden2 (meter per seconde in het kwadraat) gedurende vijf seconden. Uit de bovenstaande vergelijking, AV1 zal 2 x 5 = 10 m/s zijn, dus dat is onze snelheid. Nu, na een tijdje gereden te hebben, versnellen we weer tot een snelheid van 1 m/s2 nog eens vijf seconden. AV2 dan 1 x 5 = 5 m/s. Als we deze twee veranderingen optellen, is onze snelheid nu 15 m/s. Enz.
Het enige probleem is dat traagheidsmetingen over lange perioden niet zo nauwkeurig zijn als de Doppler-methode, omdat kleine fouten zich zullen blijven ophopen. Dat betekent dat u uw systeem periodiek opnieuw moet kalibreren met behulp van een andere methode.
Optische navigatie
Op aarde navigeren mensen al lang via de sterren. Zoek op het noordelijk halfrond gewoon Polaris. Hij wordt de Poolster genoemd omdat de rotatie-as van de aarde er rechtstreeks naar toe wijst. Daarom lijkt hij stil te staan, terwijl andere sterren er omheen lijken te draaien. Als u met uw vinger naar Polaris wijst, wijst u naar het noorden, en u kunt die oriëntatie gebruiken om in elke gewenste richting te gaan.
Als je nu de hoek van Polaris boven de horizon zou kunnen meten, zou je ook je breedtegraad kennen. Als de hoek 30 graden is, bevindt u zich op 30 graden noorderbreedte. Kijk, het is gemakkelijk. En zodra u uw positie kunt meten, hoeft u dit slechts twee keer te doen en het tijdsinterval vast te leggen om uw snelheid te bepalen.
Maar hemelnavigatie werkt omdat we weten hoe de aarde draait, en dat helpt niet bij ruimtevaartuigen. Oh ja, kunnen we gewoon sterren gebruiken zoals jij koeien langs de kant van de weg gebruikt? Nee. De sterren staan zo ver weg dat astronauten generaties lang moeten reizen om veranderingen in hun posities waar te nemen. Als een vliegtuig dat over de zee vliegt, lijkt het alsof u stilstaat, zelfs als u met een snelheid van 70.000 km/uur reist.
Maar we kunnen nog steeds het basisidee gebruiken. Voor optische navigatie in de ruimte kunnen ruimtevaartuigen andere objecten in het zonnestelsel lokaliseren. Door de exacte locatie van deze objecten te kennen (die in de loop van de tijd verandert) en waar ze verschijnen ten opzichte van de waarnemer, kunnen we een positie trianguleren. En nogmaals, door in de loop van de tijd enkele positiemetingen te doen, kunt u de snelheid berekenen.
Uiteindelijk kan de snelheid, ook al heeft een ruimteschip geen snelheidsmeter, indirect worden gevolgd met een beetje natuurkunde. Maar dat is slechts een ander voorbeeld van hoe Vliegen in de ruimte is totaal anders– en veel ingewikkelder – dan autorijden of vliegen op aarde.
