En grafisk illustration af Deep Space Atomur (DSAC).Illustration: NASA/JPL-CalTech
På juni 22, NASA sender et atomur på størrelse med en fodbold (selvom meget tungere) til rummet ombord på et SpaceX Falcon Heavy raket.
Dette ur er ikke for at fortælle tid—det er en teknologi demonstration for et ur, der kan anvendes til fremtidig udforskning, både til at navigere og til at gøre gravitationel målinger. Hvis det lykkes, vil det være den mest præcise atom-ur, der nogensinde har fløjet i rummet.
I øjeblikket, udforskning af rummet er en to-vejs proces. Rumfartøjer sende information til en bred vifte af antenner på jorden og på at navigatører, der bruger atomure på Jorden for at koordinere tid og sender navigations instruktioner tilbage til håndværk. Men hvis usa havde et præcist atomur ombord, der kunne bestemme sin egen timing og navigation data uden at forlade sig på Jordbundne atomure. Deep Space Atomur (DSAC) er en test af sådan et ur, der i sidste ende vil give mulighed for strømlinet navigation, hvor rumfartøjet kan modtage instruktioner uden at skulle vente på nummer-knasende tilbage på Jorden.
At skifte fra to-vejs til en-vejs navigation kunne “væsentligt lette sporing byrde på jorden, der er baseret aktiver,” ifølge en 2016 papir.
På toppen af, at urene er vigtige redskaber for videnskabelig forskning. Tiden går langsommere i stærke gravitationsfelter, og så atomure kan bruges til at måle effekten af tyngdekraften.
En demo-version af uret i sin sag.Foto: NASA/JPL-CalTech
Uret er lidt ligesom et tikkende ur med en meget flittig-system, der sikrer kryds forbliver nøjagtig. En quartz krystal i et elektrisk felt skaber en regelmæssig oscillerende elektrisk signal, som derefter omdannes til omkring den frekvens, ved hvilken kviksølv atomer gennemgå en form for atomar overgang. Dette elektriske signal sendes videre til kviksølv-ioner, der er fanget i elektriske felter, hvilket igen begynde at vibrere, hvilket giver en præcis værdi for hyppigheden af overgangen. Uret bruger denne til at korrigere den omtrentlige hyppighed og give en pålidelig frekvens standard. Dette kan konverteres til en gang i sekundet kryds, der ikke vakle.
Men i modsætning til stationære atomure på Jorden, der kan være afskærmet fra omverdenen med så meget udstyr, som ville være nødvendige, kan de DSAC skal overvinde elementer, der kunne påvirke adfærden af dens atomer eller dets oscillator. Sådanne uønskede påvirkninger omfatter elektromagnetiske felter fra de maskiner, der anvendes til at holde rumfartøjer stabil, samt de skiftende temperaturer og magnetiske felter i det dybe rum. En serie af magneter og indbygget afskærmning er medtaget for at holde uret stabil og holde disse eksterne effekter ud af de afdelinger, der holder af uret mekanisme.
Uret vil derefter bestå kryds sammen til en GPS-modtager, der er i kredsløb omkring Jorden, som vil sende det tilbage til jorden, hvor forskerne kan sammenligne clock output med Jord-baserede atomure til at sikre, at det virker.
Hvis det lykkes, det ur, der vil være mest præcist atomur fløjet i rummet. På jorden, det var 50 gange mere stabile end GPS-satellitter ” atomure, taber bare ét sekund hver 9 millioner år, i henhold til en NASA-udgivelse.
I sidste ende, eksperimentet er blot en demonstration. Men hvis det lykkes, kan det føre til betydelige fremskridt inden for navigation og i sidste ende give mulighed for astronauter at rejse dybere ind i rummet.
Dele Denne Historie