Laten we onze auto opnieuw gebruiken, maar deze keer krijgen we echte cijfers van de versnellingsmeter in onze smartphone. Stel dat we bij rood licht beginnen en dan accelereren met 2 m/s2 (meter per seconde in het kwadraat) gedurende vijf seconden. Uit de bovenstaande vergelijking, AV1 zou 2 x 5 = 10 m/s zijn, dus dat is onze snelheid. Nu, na een tijdje varen, accelereren we weer met 1 m/s2 nog vijf seconden. AV2 is dan 1 x 5 = 5 m/s. Als we deze twee veranderingen optellen, is onze snelheid nu 15 m/s. En zo verder.
Het enige probleem is dat traagheidsmetingen over lange perioden niet zo nauwkeurig zijn als de Doppler-methode, omdat kleine fouten zich 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 Noordster genoemd omdat de rotatie-as van de aarde er precies naartoe wijst. Daarom lijkt hij stil te staan, terwijl de andere sterren er omheen lijken te draaien. Als je met een vinger naar Polaris wijst, wijs je naar het noorden, en je kunt die oriëntatie gebruiken om in welke richting dan ook te gaan.
Als u nu de hoek van Polaris boven de horizon kunt meten, weet u ook uw breedtegraad. Als de hoek 30 graden is, bevindt u zich op 30 graden breedtegraad. Kijk, het is gemakkelijk. En zodra u de 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 in een ruimtevaartuig. Ach, kunnen we de sterren gewoon gebruiken zoals je de koeien langs de kant van de weg zou gebruiken? Nee. De sterren staan zo ver weg dat astronauten vele, vele generaties zouden moeten reizen om elke verschuiving in hun positie te detecteren. Net als het vliegtuig dat over de zee vliegt, lijkt het alsof je stilstaat, zelfs als je 40.000 km per uur rijdt.
Maar we kunnen nog steeds het basisidee gebruiken. Voor optische navigatie in de ruimte kan een ruimtevaartuig andere objecten in het zonnestelsel lokaliseren. Door de precieze locatie van deze objecten te kennen (die in de loop van de tijd veranderen) en waar ze verschijnen ten opzichte van de kijker, is het mogelijk een positie te trianguleren. En nogmaals, door meerdere positiemetingen in de loop van de tijd uit te voeren, kunt u een snelheid berekenen.
Hoewel ruimteschepen geen snelheidsmeters hebben, is het uiteindelijk mogelijk om hun snelheid indirect te volgen met een beetje natuurkunde. Maar het is slechts een ander voorbeeld van hoe vliegen in de ruimte is echt heel anders– en veel ingewikkelder – dan autorijden of vliegen op aarde.
