Fem ting at vide om NASAs Deep Space Atomic Clock

NASA sender en ny teknologi til rummet den 22. juni, som vil ændre den måde, vi navigerer i vores rumfartøj på - selv hvordan vi sender astronauter til Mars og videre. Bygget af NASA's Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien, Deep Space Atomic Clock er en teknologidemonstration, der vil hjælpe rumfartøjer med at navigere autonomt gennem det dybe rum. Ikke større end en brødristerovn, instrumentet vil blive testet i kredsløb om jorden i et år, med det mål at være klar til fremtidige missioner til andre verdener.

Her er fem nøglefakta at vide om NASA's Deep Space Atomic Clock:

Det fungerer meget som GPS

Deep Space Atomic Clock er en søskende til de atomure, du interagerer med hver dag på din smartphone. Atomure ombord på satellitter gør det muligt for din telefons GPS-applikation at få dig fra punkt A til punkt B ved at beregne, hvor du er på jorden, baseret på den tid, det tager signalet at rejse fra satellitten til din telefon.

Men rumfartøjer har ikke GPS til at hjælpe dem med at finde vej i det dybe rum; i stedet, navigationshold er afhængige af atomure på Jorden til at bestemme placeringsdata. Jo længere vi rejser fra Jorden, jo længere denne kommunikation tager. Deep Space Atomic Clock er det første atomur designet til at flyve ombord på et rumfartøj, der går ud over Jordens kredsløb, dramatisk forbedring af processen.

Det vil hjælpe vores rumfartøjer med at navigere autonomt

I dag, vi navigerer i det dybe rum ved at bruge gigantiske antenner på Jorden til at sende signaler til rumfartøjer, som så sender disse signaler tilbage til Jorden. Atomure på Jorden måler den tid, det tager et signal at foretage denne tovejsrejse. Først da kan menneskelige navigatører på Jorden bruge store antenner til at fortælle rumfartøjet, hvor det er, og hvor det skal hen.

Hvis vi ønsker, at mennesker skal udforske solsystemet, vi har brug for en bedre, hurtigere måde for astronauterne ombord på et rumfartøj at vide, hvor de er, ideelt uden at skulle sende signaler tilbage til Jorden. Et Deep Space Atomic Clock på et rumfartøj ville give det mulighed for at modtage et signal fra Jorden og bestemme dets placering med det samme ved hjælp af et indbygget navigationssystem.

Den taber kun et sekund på 9 millioner år

Ethvert atomur skal være utroligt præcist for at blive brugt til denne form for navigation:Et ur, der er slukket med blot et enkelt sekund, kan betyde forskellen mellem at lande på Mars og gå glip af det med miles. I jordforsøg, Deep Space Atomic Clock viste sig at være op til 50 gange mere stabilt end atomurene på GPS-satellitter. Hvis missionen kan bevise denne stabilitet i rummet, det vil være et af de mest præcise ure i universet.

Det holder nøjagtig tid ved hjælp af kviksølvioner

Dit armbåndsur og atomure holder tiden på lignende måder:ved at måle vibrationerne fra en kvartskrystal. En elektrisk impuls sendes gennem kvartsen, så den vibrerer støt. Denne kontinuerlige vibration virker som pendulet på et bedstefars ur, krydser af, hvor lang tid der er gået. Men et armbåndsur kan nemt glide af sporet med sekunder til minutter over en given periode.

Et atomur bruger atomer til at hjælpe med at opretholde høj præcision i sine målinger af kvartsvibrationerne. Længden af ​​et sekund måles ved frekvensen af ​​lys frigivet af specifikke atomer, hvilket er det samme i hele universet. Men atomer i nuværende ure kan være følsomme over for eksterne magnetfelter og temperaturændringer. Deep Space Atomic Clock bruger kviksølvioner - færre end den mængde, der typisk findes i to dåser med tunfisk - der er indeholdt i elektromagnetiske fælder. Brug af en intern enhed til at kontrollere ionerne gør dem mindre sårbare over for eksterne kræfter.

Den vil blive opsendt på en SpaceX Falcon Heavy raket

Deep Space Atomic Clock vil flyve på Orbital Test Bed-satellitten, som opsendes på SpaceX Falcon Heavy-raketten med omkring to dusin andre satellitter fra regeringen, militær- og forskningsinstitutioner. Lanceringen er målrettet den 22. juni, 2019, klokken 20.30. PDT (23:30 EDT) fra NASAs Kennedy Space Center i Florida og vil blive livestreamet på www.nasa.gov/live.