НАСА је укључила нови, супер прецизни, атомски сат базиран на свемиру за који се агенција нада да ће једног дана помоћи свемирским бродицама да се возе кроз дубоки свемир, не ослањајући се на земаљске сатове.
Зове се Сат дубоког свемирског атома (ДСАЦ), а делује мерењем понашања иона живе у заточеном малом оквиру. У орбити је од јуна, али први пут је успешно активиран 23. августа. То уопште није блиставо - само сива кутија величине тостера са четири криза и пуна жица, Јилл Сеуберт, ваздухопловни инжењер и један за вође пројекта из НАСА-е, речено је Ливе Сциенце. Али та неумољива величина је поента: Суеберт и њене колеге раде на томе да осмисле сат који је довољно мали да се учита у било коју свемирску летјелицу и довољно прецизан за вођење компликованих маневара у дубоком свемиру без икаквог доприноса његових рођака величине хладњака на Земљи.
Потребан вам је прецизан сат да бисте се снашли у простору јер је велик и празан. Мало је оријентира по којима можете судити о свом положају или брзини, а већина је предалеко да бисте понудили прецизне информације. Дакле, свака одлука да окренемо брод или запалим потиснике, рекао је Сеуберт, започиње с три питања: Где сам? Колико брзо се крећем? И у ком правцу?
Најбољи начин да одговорите на та питања јесте да се погледају предмети на које су одговори већ познати, попут радио предајника на Земљи или ГПС сателита који прате познате орбиталне записе кроз свемир. Пошаљите сигнал светлосном брзином с тачним временом у тачки А и измерите колико треба времена да бисте стигли до тачке Б. То вам говори удаљеност између А и Б. Пошаљите још два сигнала са још две локације, и имаћете довољно информација да се тачно утврди где се тачка Б налази у тродимензионалном простору. (Овако ради ГПС софтвер на вашем телефону: непрестано проверавајући разлике у минутама временских потписа са различитих сателита у орбити.)
Да би се кретао простором, НАСА се тренутно ослања на сличан, али мање прецизан систем, рекао је Сеуберт. Већина атомског сата и опреме за емитовање налазе се на Земљи и заједно чине оно што је познато под називом Дееп Спаце Нетворк. Тако НАСА обично не може израчунати положај и брзину свемирске летјелице из три извора у једном покрету. Уместо тога, агенција користи низ мерења док се и Земља и свемирска летелица током времена крећу кроз свемир како би умањили смер и положај свемирске летјелице.
Да би свемирска летјелица могла знати гдје се налази, потребно је да прими сигнал из Дубљеве свемирске мреже, израчуна вријеме које је потребно да сигнал дође и користи брзину свјетлости за одређивање удаљености. "Да бисте то учинили врло прецизно, ви морамо бити у стању да меримо та времена - време сигнала који је упућен и примљен од сигнала - што је прецизније могуће. И на терену, када шаљемо те сигнале из наше Дееп Спаце мреже, имамо атомске сатове који су врло прецизни и тачно ", рекао је Сеуберт. "До сада, сатови које имамо довољно мале и мале снаге да лете на свемирском броду, називају се ултрастабилни осцилатори, што је потпуна погрешна мисао. Нису ултрастабилни. Они снимају тај сигнал - добио време, али је веома ниска тачност. "
Будући да су подаци о локацији на свемирском броду толико непоуздани, смислити начин навигације - на пример, када укључити потисник или променити курс - много је сложенији и мора се обавити на Земљи. Другим речима, људи на Земљи возе свемирске летелице удаљене стотинама хиљада или милионима миља.
"Али ако сте могли да точно снимите време примљеног сигнала на броду атомским сатом, сада имате прилику да прикупите све те податке о праћењу на броду и дизајнирате свој рачунар и радио тако да свемирска летелица може сама да вози", Она је рекла.
НАСА и друге свемирске агенције раније су постављале атомске сатове у свемир. Цела наша флота ГПС сателита носи атомске сатове. Али, у највећем делу, превише су нетачни и неспорни за дугорочни рад, рекао је Сеуберт. Околиш у свемиру је пуно грубљи од лабораторија на Земљи. Температуре се мењају како сата пролази и излази из сунчеве светлости. Ниво радијације расте и пада.
"То је добро познат проблем летења у свемиру, а ми обично шаљемо делове оптерећене зрачењем за које смо показали да могу да раде у различитим радијационим окружењима са сличним перформансама", рекла је она.
Али зрачење и даље мења начин на који електроника делује. А ове промене утичу на то да се атомски сатови осетљиве опреме користе за мерење проклизавања времена, претећи увођењем неточности. Вишеструко дневно, истакнуо је Сеуберт, Ваздухопловне снаге постављају исправке у сатове ГПС сателита како би их се спречило да не одлазе у синхронизацију са сатовима на земљи.
Циљ ДСАЦ-а, рекла је, јесте да успостави систем који није само преносив и једноставан за постављање на било коју свемирску летјелицу, већ је и довољно издржљив за рад у свемиру током дугог периода без потребе за сталним прилагођавањем од стране тимова са Земље.
Осим што омогућава прецизнију навигацију дубоким свемирима користећи земаљске сигнале, такав би сат једног дана могао да астронаути на удаљеним истуреним стазама заобиђу баш као што то радимо са нашим мапама на Земљи, рекао је Сеуберт. Мала флота сателита опремљена ДСАЦ уређајима могла је да орбитира око Месеца или Марса, који функционишу уместо земаљских ГПС система, а ова мрежа неће захтевати корекције неколико пута дневно.
Према њеном путу, ДСАЦ-ови или слични уређаји могли би играти улогу у пулсним навигационим системима, који би пратили временске размере попут пулсирања светлости из других звезданих система како би свемирске летелице могле да се крећу без икаквог улаза са Земље.
Сљедеће године је, међутим, циљ да се овај први ДСАЦ правилно функционише јер орбитира близу Земље.
"Оно што требамо учинити је у основи научити како прилагодити сат како би правилно радио у том окружењу", рекао је Сеуберт.
Лекције које ДСАЦ екипа научи током подешавања уређаја ове године требало би их припремити за употребу сличних уређаја у мисијама дужег домета низ цесту, додала је.
