Η NASA έχει ενεργοποιήσει ένα νέο, υπερ-ακριβές, ατομικό ρολόι που βασίζεται στο διάστημα, το οποίο ο οργανισμός ελπίζει ότι θα βοηθήσει ένα διαστημικό σκάφος μία μέρα να οδηγήσει μέσα από το βαθύ διάστημα χωρίς να στηριχθεί σε Earthbound ρολόγια.
Ονομάζεται το Deep Space Atomic Clock (DSAC) και λειτουργεί με τη μέτρηση των συμπεριφορών ιόντων υδραργύρου παγιδευμένων στο μικρό του πλαίσιο. Ήταν σε τροχιά από τον Ιούνιο, αλλά ενεργοποιήθηκε με επιτυχία στις 23 Αυγούστου. Δεν είναι καθόλου φανταχτερό - απλά ένα γκρι κουτί για το μέγεθος μιας φρυγανιέρου τεσσάρων τεμαχίων και γεμάτο καλώδια, Jill Seubert, μηχανικός αεροδιαστημικής και ένας των ηγετών του έργου στη NASA, είπε στη Live Science. Αλλά αυτό το αμελητέο μέγεθος είναι το σημείο: η Suebert και οι συνεργάτες της εργάζονται για να κατασκευάσουν ένα ρολόι αρκετά μικρό για να φορτωθεί σε οποιοδήποτε διαστημόπλοιο και αρκετά ακριβές για να καθοδηγεί περίπλοκους ελιγμούς σε βαθύ χώρο χωρίς εισροή από τους ξαδέλφους μεγέθους ψυγείου στη Γη.
Χρειάζεστε ένα ακριβές ρολόι για να βρείτε το δρόμο σας γύρω από το διάστημα επειδή είναι μεγάλο και άδειο. Υπάρχουν λίγα ορόσημα για να κρίνετε τη θέση σας ή την ταχύτητά σας και οι περισσότεροι είναι πολύ μακριά για να παρέχουν ακριβείς πληροφορίες. Έτσι, κάθε απόφαση να γυρίσει ένα πλοίο ή να πυροδοτήσει τους προωθητές, Seubert είπε, αρχίζει με τρεις ερωτήσεις: Πού είμαι; Πόσο γρήγορα κινούμαι; Και σε ποια κατεύθυνση;
Ο καλύτερος τρόπος για να απαντήσετε σε αυτά τα ερωτήματα είναι να εξετάσετε αντικείμενα για τα οποία οι απαντήσεις είναι ήδη γνωστές, όπως ραδιοφωνικοί πομποί στη Γη ή δορυφόροι GPS ακολουθώντας γνωστά τροχιακά κομμάτια μέσα στο διάστημα. Στείλτε ένα σήμα στην ταχύτητα του φωτός με τον ακριβή χρόνο στο σημείο Α και μετράτε πόσο χρόνο χρειάζεται για να φτάσετε στο σημείο Β. Αυτό σας λέει την απόσταση μεταξύ Α και Β. Στείλτε δύο ακόμη σήματα από δύο ακόμα θέσεις και θα έχετε αρκετές πληροφορίες για να καταλάβουμε πού ακριβώς το σημείο Β βρίσκεται σε τρισδιάστατο χώρο. (Έτσι λειτουργεί το λογισμικό GPS στο τηλέφωνό σας: ελέγχοντας διαρκώς τις μικρές διαφορές των υπογραφών χρόνου που μεταδίδονται από διαφορετικούς δορυφόρους σε τροχιά.)
Για να περιηγηθείτε στο διάστημα, η NASA βασίζεται επί του παρόντος σε ένα παρόμοιο αλλά λιγότερο ακριβές σύστημα, δήλωσε ο Seubert. Τα περισσότερα από τα ατομικά ρολόγια και το ραδιοτηλεοπτικό εξοπλισμό βρίσκονται στη Γη και σχηματίζουν συλλογικά αυτό που είναι γνωστό ως το Deep Space Network. Έτσι, η NASA συνήθως δεν μπορεί να υπολογίσει τη θέση και την ταχύτητα του διαστημικού οχήματος από τρεις πηγές. Αντ 'αυτού, ο οργανισμός χρησιμοποιεί μια σειρά μετρήσεων καθώς τόσο η Γη όσο και το διαστημικό σκάφος κινούνται δια μέσου του διαστήματος με την πάροδο του χρόνου, για να καρφώσουν την κατεύθυνση και τη θέση του διαστημικού σκάφους.
Για να μπορεί ένα διαστημικό σκάφος να γνωρίζει πού είναι, πρέπει να λάβει ένα σήμα από το Deep Space Network, να υπολογίσει το χρόνο που χρειάστηκε για να φτάσει το σήμα και να χρησιμοποιήσει την ταχύτητα του φωτός για να καθορίσει μια απόσταση. "Για να το κάνετε αυτό με μεγάλη ακρίβεια, εσείς θα πρέπει να είναι σε θέση να μετράνε εκείνες τις στιγμές - τον χρόνο που έστειλε το σήμα και την ώρα λήψης σήματος - όσο το δυνατόν ακριβέστερα. Και στο έδαφος, όταν στέλνουμε αυτά τα σήματα από το Deep Space Network μας, έχουμε ατομικά ρολόγια πολύ ακριβή και ακριβείς ", δήλωσε ο Seubert. "Μέχρι τώρα, τα ρολόγια που είχαμε ότι είναι αρκετά μικρά και χαμηλής ισχύος αρκετά για να πετάξουν σε ένα διαστημικό σκάφος, αυτοί ονομάζονται υπερταστικοί ταλαντωτές, που είναι μια πλήρης κατά λάθος ονομασία, δεν είναι υπερστατικές, έλαβε χρόνο, αλλά είναι πολύ χαμηλή ακρίβεια. "
Επειδή τα δεδομένα θέσης στο σκάφος είναι τόσο αναξιόπιστα, η εξεύρεση τρόπου να περιηγηθείτε - πότε για να ενεργοποιήσετε έναν προωθητή ή να αλλάξετε πορεία, για παράδειγμα - είναι πολύ πιο περίπλοκη και πρέπει να γίνει στη Γη. Με άλλα λόγια, οι άνθρωποι στη Γη οδηγούν το διαστημικό σκάφος από εκατοντάδες χιλιάδες ή εκατομμύρια μίλια μακριά.
"Αν όμως μπορούσατε να καταγράψετε πολύ καλά τον χρόνο που λάβατε στο σκάφος με ένα ατομικό ρολόι, τώρα έχετε την ευκαιρία να συλλέξετε όλα αυτά τα στοιχεία παρακολούθησης στο σκάφος και να σχεδιάσετε τον υπολογιστή σας και το ραδιόφωνο σας έτσι ώστε το διαστημικό σκάφος να μπορεί να οδηγήσει" είπε.
Η NASA και άλλοι διαστημικοί οργανισμοί έχουν βάλει ατομικά ρολόγια στο διάστημα πριν. Ολόκληρος ο δορυφορικός στόλος μας GPS φέρει ατομικά ρολόγια. Αλλά, ως επί το πλείστον, είναι υπερβολικά ανακριβείς και δύσκολες για μακροχρόνια δουλειά, είπε ο Seubert. Το περιβάλλον στο διάστημα είναι πολύ πιο τραχύ από ένα ερευνητικό εργαστήριο στη Γη. Οι θερμοκρασίες αλλάζουν καθώς τα ρολόγια περνούν μέσα και έξω από το ηλιακό φως. Τα επίπεδα ακτινοβολίας ανεβαίνουν και κατεβαίνουν.
"Είναι ένα πολύ γνωστό πρόβλημα διαστημικής πτήσης και συνήθως στέλνουμε εξαρτήματα που έχουν σκληρύνει με ακτινοβολία και τα οποία έχουμε αποδείξει ότι μπορούν να λειτουργούν σε διαφορετικά περιβάλλοντα ακτινοβολίας με παρόμοιες επιδόσεις", ανέφερε.
Αλλά η ακτινοβολία αλλάζει ακόμα τον τρόπο λειτουργίας των ηλεκτρονικών. Και αυτές οι αλλαγές επηρεάζουν τον ευαίσθητο εξοπλισμό που χρησιμοποιούν τα ατομικά ρολόγια για τη μέτρηση του χρόνου ολίσθησης, απειλώντας να παρουσιάσουν ανακρίβειες. Πολλές φορές την ημέρα, επεσήμανε ο Seubert, η Πολεμική Αεροπορία ανεβάζει διορθώσεις στα ρολόγια των δορυφόρων GPS για να τους κρατήσει μακριά από το συγχρονισμό τους με τα ρολόγια στο έδαφος.
Ο στόχος του DSAC, δήλωσε, είναι να εγκαταστήσει ένα σύστημα που δεν είναι μόνο φορητό και αρκετά απλό για να εγκατασταθεί σε οποιοδήποτε διαστημικό σκάφος, αλλά και αρκετά ανθεκτικό για να λειτουργήσει στο διάστημα μακροπρόθεσμα χωρίς να απαιτεί συνεχείς προσαρμογές από τις ομάδες που βασίζονται στη Γη.
Εκτός από τη δυνατότητα ακριβέστερης πλοήγησης σε βάθος διαστήματος χρησιμοποιώντας σήματα Γήινου, ένα τέτοιο ρολόι μπορεί μια μέρα να αφήσει αστροναύτες σε μακρινά φυλάκια, όπως συμβαίνει με τις συσκευές χαρτογράφησης στη Γη, είπε ο Seubert. Ένας μικρός στόλος δορυφόρων εξοπλισμένος με συσκευές DSAC θα μπορούσε να τροχιάσει τη Σελήνη ή τον Άρη, λειτουργώντας στη θέση των επίγειων συστημάτων GPS και αυτό το δίκτυο δεν θα απαιτούσε διορθώσεις πολλές φορές την ημέρα.
Κάτω από το δρόμο, δήλωσε ότι οι συσκευές DSAC ή παρόμοιες συσκευές μπορεί να διαδραματίσουν κάποιο ρόλο στα συστήματα πλοήγησης pulsar, τα οποία θα παρακολουθούσαν το χρονοδιάγραμμα των πραγμάτων όπως το παλλόμενο φως από άλλα συστήματα αστέρων για να επιτρέψουν στα διαστημικά σκάφη να πλοηγηθούν χωρίς εισροή από τη Γη.
Για το επόμενο έτος, όμως, ο στόχος είναι να λειτουργήσει σωστά αυτή η πρώτη συσκευή DSAC καθώς περιστρέφεται γύρω από τη Γη.
"Αυτό που πρέπει να κάνουμε είναι ουσιαστικά να μάθουμε πώς να ρυθμίζουμε το ρολόι να λειτουργεί σωστά σε αυτό το περιβάλλον", δήλωσε ο Seubert.
Τα μαθήματα που μαθαίνει το πλήρωμα του DSAC κατά το συντονισμό της συσκευής φέτος θα πρέπει να τα προετοιμάσουν για να χρησιμοποιούν παρόμοιες συσκευές σε αποστολές μεγαλύτερης εμβέλειας στο δρόμο, πρόσθεσε.
