美国宇航局启动深空原子钟

©NASA

深空原子钟

2019年8月23日周五,任务团队证实,一个可能为自主深空旅行铺平道路的原子钟已于上周成功激活,并已准备好开始为期一年的技术演示。

美国宇航局的深空原子钟于6月发射,这是使航天器能够在深空安全导航而不是依赖于从地球接收方向的耗时过程的关键一步。

该时钟由美国宇航局位于加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室开发,是第一个足够稳定的计时器,可以绘制航天器在深空的轨迹,同时又小到可以在航天器上飞行。一个更稳定的时钟可以在离地球更远的地方工作,在那里它需要比离家更近的卫星工作更长的时间。

原子钟与GPS卫星中使用的原子钟一样,通过计时信号从a点到B点所需的时间来测量物体之间的距离。对于空间探索,原子钟必须非常精确:即使是一秒钟的误差,也意味着在火星这样的行星上着陆或在数十万英里之外错过它的区别。汞离子深空原子钟的稳定性是GPS卫星上原子钟的50倍,它每1000万年就会失去一秒,这在地球上的受控测试中得到了证实。现在它将在太空中测试这种精度。

导航员目前在地球上使用冰箱大小的原子钟来精确定位航天器的位置。在返回地球之前,信号从地球发送到航天器,几分钟到几小时就过去了。在地球上,信号被用来生成指令,然后再发送回航天器。航天器上的时钟将允许航天器计算自己的轨道,而不是等待地球上的导航员发送该信息。这一进步将使飞行任务更加自由,并最终将人类安全地带到其他行星。

“太空实验的目标是把深空原子钟放在一个运行的航天器中,包括影响时钟稳定性和准确性的东西,看看它是否能达到我们认为的水平:比现有的太空时钟稳定性高几个数量级,”喷气推进实验室该项目的首席研究员、领航员托德·伊利说。

在接下来的几个月里,该团队将测量时钟将时间控制在纳秒以内的能力。这一结果为有朝一日科技能够帮助宇航员安全导航到其他世界的到来倒计时。

深空原子钟由科罗拉多州恩格尔伍德的通用原子电磁系统公司提供的一艘航天器托管。它是由NASA空间技术任务理事会的技术演示任务计划和NASA人类探索和操作任务理事会的空间通信和导航计划赞助的。JPL负责管理该项目。

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