Zegary atomowe dla kosmosu poddawane są testom orbitalnym w statku kosmicznym
W kosmosie dokładny czas pomiaru jest ważny dla nawigacji. Jednak wiele statków kosmicznych nie ma dokładnych zegarów na pokładzie. Od 20 lat NASA Jet Propulsion Laboratory (Pasadena, Kalifornia) kontynuuje ulepszanie zegarów. Jest to zegar atomowy dla przestrzeni kosmicznej (Deep Space Atomic Clock - DSAC).
Teraz większość misji musi polegać na antenach naziemnych w połączeniu z zegarem atomowym. Anteny naziemne wysyłają do statku kosmicznego wąsko skupione sygnały i czekają na jego powrót. NASA wykorzystuje różnicę czasu między odlotem a przybyciem do obliczenia lokalizacji, prędkości i ścieżki statku.
Jest to niezawodna metoda, ale jej skuteczność można znacznie poprawić. Na przykład stacja musi czekać na powrót sygnału, aby mógł śledzić statek w danym momencie. Z kolei statek kosmiczny jest również zmuszony czekać, aż sygnał dotrze do niego i nie może samodzielnie decydować na miejscu.
Nawigacja w kosmosie musi mierzyć ogromne odległości z dokładnością do jednego metra i mniej. Sygnały radiowe poruszają się z prędkością światła, więc musisz skupić się na nanosekundach. Zegary atomowe regularnie radzą sobie z tym zadaniem na Ziemi. Teraz z pomocą DSAC idziemy w kosmos. Celem projektu DSAC jest zapewnienie dokładnego zbierania czasu dla przyszłych misji NASA. Dzięki nowej technologii sonda nie będzie musiała koncentrować się na dwukierunkowym śledzeniu, co znacznie zwiększy wydajność i autonomię. Ponadto innowacja umożliwi stacjom naziemnym śledzenie kilku satelitów jednocześnie w pobliżu zatłoczonych obszarów, takich jak Mars.
DSAC to zaawansowany prototyp małych zegarów atomowych o małej masie, opartych na technologii pułapek rtęciowych. W stacjach naziemnych zegary atomowe w rozmiarze przypominają lodówkę. DSAC osiąga parametry tostera i może przybrać mniejszy kształt w przyszłości.
Na orbicie DSAC może korzystać z sygnałów nawigacyjnych z amerykańskiego GPS. Demonstracja powinna potwierdzić, że zegar pokazuje dokładność czasu do dwóch nanosekund w ciągu dnia. Jeśli się powiedzie, przyszłe misje będą mogły korzystać z nowej technologii. Testy naziemne pokazują, że DSAC będzie 50 razy bardziej stabilny niż nowoczesne zegary atomowe w GPS.
