science >> Wetenschap >  >> Astronomie

NASA stuurt een atoomklok de diepe ruimte in

Deze animatie toont de Deep Space Atomic Clock, een nieuwe technologie die wordt getest door NASA en die de manier zal veranderen waarop mensen door het zonnestelsel navigeren. NASA

Op zaterdag, 22 juni SpaceX is van plan zijn Falcon Heavy Rocket te lanceren vanuit het Kennedy Space Center in Cape Canaveral, Florida. Het herbruikbare vaartuig komt van twee succesvolle vluchten; de eerste lancering begin 2018 en een satellietbezorgingsreis in april 2019.

Voor zijn derde avontuur, de Falcon Heavy zal een schat aan kostbare lading de ruimte in brengen. Ongeveer twee dozijn satellieten gaan deze keer mee voor de rit. Maar de meest interessante passagier van de raket moet de Orbital Test Bed-satelliet zijn. Het belangrijkste laadvermogen is een experimentele, broodrooster-sized gadget genaamd de Deep Space Atomic Clock (DSAC). Als het ding goed werkt, toekomstige missies naar Mars, Jupiter en verder zou een stuk eenvoudiger kunnen worden - en goedkoper.

Atoomklokken zijn tijdwaarnemingsapparaten die werken door subatomaire deeltjes op een gewenste frequentie te laten resoneren. Met behulp van dit proces, de klokken kunnen de tijd met ongelooflijke nauwkeurigheid aangeven. Het is een precisieniveau dat onze GPS-technologie mogelijk maakt. GPS-ontvangers gebruiken atoomklokken om de afstand tussen zichzelf en satellieten voor wereldwijde positionering (die hun eigen ingebouwde atoomklokken hebben) te bepalen. Met die info bij de hand, de ontvanger kan bepalen waar u zich bevindt.

evenzo, NASA gebruikt atoomklokken om door de mens gemaakte schepen door de diepe ruimte te leiden - die wordt gedefinieerd als elk hemelpunt dat "op of voorbij" de baan van de maan is.

Eerst, bij grondstations wordt een signaal door de antennes gestuurd. Na ontvangst hiervan, het ruimtevaartuig vuurt een retoursignaal af. En dat is waar de tijdwaarneming van pas komt. Atoomklokken op oppervlakteniveau vertellen wetenschappers precies hoeveel tijd er is verstreken tussen het uitgaande signaal en het antwoordbericht.

Vervolgens worden berekeningen gemaakt om de snelheid van het vaartuig te bepalen, traject en locatie. In de tussentijd, het schip zelf moet stationair draaien, in afwachting van navigatiecommando's van het aardgebonden team.

Omdat afstand gelijk is aan snelheid vermenigvuldigd met tijd, de afstand tussen een grondstation en een ruimtevaartuig is de tijd die een transmissie nodig heeft om ertussen te stromen, vermenigvuldigd met de lichtsnelheid. NASA

De DSAC is ontworpen om het proces te stroomlijnen. Met een gewicht van slechts 35 pond (16 kilogram), het is aanzienlijk lichter dan de massieve, geaarde klokken die momenteel worden gebruikt om diepe ruimtemissies te leiden. In feite, het is klein genoeg om op een satelliet of raket te passen.

Dus als het apparaat werkt, toekomstige astronauten hoeven niet met hun duimen te draaien totdat de aarde reisinstructies verzendt. Met een draagbare atoomklok aan boord, ze kunnen hun eigen lagers beoordelen, sneller beslissingen nemen, en geniet van een zekere mate van autonomie.

Grondstations kunnen profiteren van de regeling, te. Momenteel, ze zijn beperkt tot het volgen van één ruimtevaartuig tegelijk, maar de DSAC zou de noodzaak voor retoursignalen elimineren. Dat zou de stations in staat stellen om meerdere schepen tegelijk te volgen.

Tests die hier op aarde zijn uitgevoerd, hebben aangetoond dat de DSAC - die kwikionen gebruikt om de tijd te bepalen - veel nauwkeuriger en stabieler was dan alle atoomklokken die je op GPS-satellieten zult vinden.

Nutsvoorzieningen, de wetenschappelijke gemeenschap is op zoek naar hoe het apparaat het zal doen in de Final Frontier. Maar ze zullen het niet meteen voorbij de maan schieten. Nadat de Falcon Heavy is vertrokken, de DSAC zal een jaar in de baan van de aarde blijven terwijl ingenieurs de voortgang nauwlettend in de gaten houden.

"We hebben hoge doelen voor het verbeteren van navigatie in de diepe ruimte en wetenschap met behulp van DSAC, " Dr. Todd Ely zei in een NASA-verklaring van 2018. Een onderzoeker van het Jet Propulsion Laboratory, Ely voegt eraan toe dat de gadget "een echte en onmiddellijke impact kan hebben voor iedereen hier op aarde als het wordt gebruikt om de beschikbaarheid en blijvende prestaties van [GPS-systemen] te garanderen."

NU DAT IS INTERESSANT

Een polshorloge dat astronaut Ron Evans droeg tijdens de Apollo 17-missie, verkocht voor $ 245, 000 op een veiling van 2016.