Primero, suponiendo que “astronautas” significa “astronautas”, su premisa es defectuosa: ni los astronautas ni ningún terrícola han abandonado el sistema solar.
Si puedo reformular su pregunta: cuando los atronautas abandonan la vecindad de la Tierra, ¿cómo navegan, cuando nuestro sistema de navegación terrestre no funciona allí?
Es cierto que no obtendrá una señal GPS útil en el espacio profundo. Sin embargo, las naves espaciales, tripuladas y de otro tipo, han podido navegar en el espacio profundo. Por “navegar” quiero decir que pueden determinar su actitud y movimiento en el espacio.
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La nave espacial puede navegar usando dos sistemas de guía, uno interno y otro externo. La guía interna consiste en un conjunto de giroscopios y un conjunto de acelerómetros, cada conjunto apuntando en los tres ejes espaciales, y sensores que los observan. Los giroscopios apuntan en la misma dirección todo el tiempo, por lo que si la nave espacial cambia de actitud, los giroscopios no lo hacen, y los sensores le dicen al sistema de guía que la nave espacial ha girado. (Imagine que está sosteniendo una bebida con un agitador de plástico. Si gira, el agitador no se mueve mucho, y todavía apunta en la misma dirección.) Los acelerómetros perciben cambios en el impulso (imagine un vaso de agua que se mueve si te mueves), y los sensores le dicen al sistema de guía que la nave espacial se ha acelerado en alguna dirección. Entre los dos, el sistema de guía interno puede determinar exactamente en qué dirección apunta y se mueve la nave espacial.
En teoría, esto es todo lo que necesitas. En un misil balístico, esta información es suficiente para guiar a la ojiva al otro lado del mundo y alcanzar un objetivo fijo dentro de unos cincuenta pies. Sin embargo, también es más seguro tener un control externo. Algunas naves espaciales (particularmente naves espaciales tripuladas) también tienen sistemas de guía externos. La guía externa consiste en sensores de luz que pueden localizar el Sol y una estrella específica. Por ejemplo, la nave espacial Mariner IV fija en el Sol y la estrella Canopus. Esto dio suficiente información para establecer la actitud de la nave espacial. Esto permite la navegación: como se conocía la actitud de la nave espacial, podría ejecutar una maniobra como “rodar 100 grados, inclinar 20.5 grados y luego encender el motor durante 25 segundos”. Además, al monitorear el transmisor de radio de la nave espacial, los controladores en La Tierra puede calcular su posición.
Entre la guía interna y externa, los controladores han podido navegar la nave espacial Apollo a la luna, y las sondas interplanetarias a todos los planetas, con gran precisión.
