НАСА включило самые точные космические часы

НАСА подтвердило, что в настоящее время на околоземной орбите включены новые атомные часы. Запущенные на ракете SpaceX Falcon Heavy 25 июня 2019 года из Космического центра им. Кеннеди во Флориде, атомные часы для глубокого космоса (DSAC) — это миниатюрные, ультраточные ртутные ионные атомные часы, которые меньше по размеру и более точные и прочные, чем любые другие атомные часы, ранее отправленные в космос.

Приблизительно размером с чайник, DSAC были подтверждены как активированные инженерами НАСА 23 августа после нескольких недель испытаний на орбите перед включением. Цель эксперимента состоит в том, чтобы помочь решить проблему космических кораблей для миссий в дальнем космосе, когда они смогут самостоятельно решать собственные проблемы навигации с минимальной помощью с Земли.

Как и на Земле, навигация в космосе основана на использовании часов, которые должны быть как можно более компактными и точными. К сожалению, предыдущие поколения атомных часов либо были слишком большими, тяжелыми и зависели от расходных материалов, чтобы функционировать в космосе, либо не были настолько точными или прочными, чтобы их можно было использовать для дальних космических полетов.

Из-за этих ограничений полеты на Луну и за ее пределы основывались на двусторонней радиосвязи, осуществляемой сетью НАСА в глубоком космосе или другими системами слежения в дальнем космосе. Сигнал с точной меткой времени, генерируемый атомными часами, передается с Земли, принимается зондом и ретранслируется домой. Время прохождения сигнала туда и обратно измеряется по метке времени, и можно рассчитать расстояние до космического корабля.

Это занимает очень много времени, уменьшает количество зондов, которые может обслуживать сеть, и не подходит для зондов, которые должны обрабатывать очень сложные орбитальные маневры в течение короткого времени, когда сигналы для передачи сигналов в и из них занимают минуты или часы с Земли. Чтобы открыть путь к более амбициозным полетам в дальний космос, Лаборатория реактивного движения (JPL) в Пасадене, разработала DSAC.

Главное преимущество DSAC в том, что они не зависит от расходных материалов для работы — желательная черта для миссий в дальнем космосе. Вместо этого часы использует ионы ртути с частотой сверхтонкого перехода 40,5 ГГц. Это позволяет DSAC устанавливать выходную частоту кварцевого генератора на почти постоянную величину, ограничивая ионы электрическими полями, которые, в свою очередь, защищены магнитными полями и экранированием для защиты от помех, включая температурные и магнитные колебания.

Конечным продуктом являются атомные часы, которые отличаются высокой точностью и надежностью. Согласно НАСА, DSAC в 50 раз точнее, чем атомные часы, используемые в спутниках GPS — они теряют всего одну секунду за 10 миллионов лет.

DSAC уже прошли всесторонние испытания на Земле и теперь будет отслеживаться в течение следующего года на наносекундном уровне, чтобы определить, насколько хорошо они работает в реальных космических условиях.

Источник: НАСА