Atomklockor för djupt utrymme genomgår orbitalprovning i rymdfarkoster
I rymden är korrekt timing viktigt för navigering. Men många rymdfarkoster har inte korrekta klockor ombord. Under 20 år har NASA Jet Propulsion Laboratory (Pasadena, Kalifornien) fortsatt att förbättra klockorna. Detta är en atomur för djupt utrymme (Deep Space Atomic Clock - DSAC).
Nu måste de flesta uppdrag basera sig på jordantenner i kombination med en atomur. Terrestriska antenner skickar smala fokuserade signaler till rymdfarkoster och väntar på att den ska återvända. NASA använder tidsskillnaden mellan avgång och ankomst för att beräkna fartygets läge, fart och väg.
Detta är en tillförlitlig metod, men effektiviteten kan förbättras avsevärt. Stationen måste till exempel vänta på signalets återkomst, så det kan spåra skeppet åt gången. I sin tur tvingas rymdfarkosten också att vänta tills signalen når den och kan inte självständigt bestämma på plats.
Navigering i djupt utrymme måste mäta stora avstånd med en noggrannhet på en meter och mindre. Radiosignaler rör sig med ljusets hastighet, så du måste fokusera på nanosekunder. Atomklockor klarar av denna uppgift regelbundet på jorden. Nu med hjälp av DSAC går vi in i rymden. Syftet med DSAC-projektet är att säkerställa en korrekt samling av tid för framtida NASA-uppdrag. Med den nya teknologin behöver rymdfarkosten inte fokusera på tvåvägsspårning, vilket avsevärt ökar effektiviteten och autonomin. Dessutom kommer innovationen att tillåta markstationer att spåra flera satelliter på en gång nära trånga områden, som Mars.
DSAC är en avancerad prototyp av små lågmassa atomklockor baserade på kvicksilverjonfälltekniken. I markbundna stationer liknar atomklockor i storlek ett kylskåp. DSAC uppnår brödrostparametrarna och kan ta en mindre form i framtiden.
I omlopp kan DSAC använda navigationssignaler från US GPS. Demonstrationen ska bekräfta att klockan visar tiden noggrannhet upp till två nanosekunder under dagen. Om framgångsrikt kommer kommande uppdrag att kunna använda den nya tekniken. Jordförsök visar att DSAC kommer att vara 50 gånger stabilare än moderna atomur på GPS.
