NASA stuurt op 22 juni een nieuwe technologie de ruimte in die de manier waarop we met ons ruimtevaartuig navigeren zal veranderen, zelfs hoe we astronauten naar Mars en verder sturen. Gebouwd door NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië, de Deep Space Atomic Clock is een technologiedemonstratie waarmee ruimtevaartuigen autonoom door de verre ruimte kunnen navigeren. Niet groter dan een broodrooster, het instrument zal een jaar lang in een baan om de aarde worden getest, met als doel klaar te zijn voor toekomstige missies naar andere werelden.

Hier zijn vijf belangrijke feiten die u moet weten over de Deep Space Atomic Clock van NASA:

Het werkt veel als GPS

De Deep Space Atomic Clock is een broertje van de atoomklokken waarmee je elke dag op je smartphone communiceert. Atoomklokken aan boord van satellieten stellen de GPS-applicatie van uw telefoon in staat u van punt A naar punt B te brengen door te berekenen waar u zich op aarde bevindt, op basis van de tijd die het signaal nodig heeft om van de satelliet naar uw telefoon te reizen.

Maar ruimtevaartuigen hebben geen GPS om hen te helpen hun weg te vinden in de verre ruimte; in plaats daarvan, navigatieteams vertrouwen op atoomklokken op aarde om locatiegegevens te bepalen. Hoe verder we van de aarde af reizen, hoe langer deze communicatie duurt. De Deep Space Atomic Clock is de eerste atoomklok die is ontworpen om aan boord van een ruimtevaartuig te vliegen dat verder gaat dan de baan van de aarde, het proces drastisch verbeteren.

Het zal ons ruimtevaartuig helpen autonoom te navigeren

Vandaag, we navigeren in de diepe ruimte door gigantische antennes op aarde te gebruiken om signalen naar ruimtevaartuigen te sturen, die vervolgens die signalen terugsturen naar de aarde. Atoomklokken op aarde meten de tijd die een signaal nodig heeft om deze tweerichtingsreis te maken. Alleen dan kunnen menselijke navigators op aarde grote antennes gebruiken om het ruimtevaartuig te vertellen waar het is en waar het heen moet.

Als we willen dat mensen het zonnestelsel verkennen, we hebben een betere nodig, snellere manier voor de astronauten aan boord van een ruimtevaartuig om te weten waar ze zijn, idealiter zonder signalen terug naar de aarde te hoeven sturen. Een Deep Space Atomic Clock op een ruimtevaartuig zou het mogelijk maken om een ​​signaal van de aarde te ontvangen en zijn locatie onmiddellijk te bepalen met behulp van een navigatiesysteem aan boord.

Het verliest slechts één seconde in 9 miljoen jaar

Elke atoomklok moet ongelooflijk nauwkeurig zijn om voor dit soort navigatie te worden gebruikt:een klok die zelfs maar een enkele seconde afwijkt, kan het verschil betekenen tussen landen op Mars en hem mijlenver missen. Bij grondproeven de Deep Space Atomic Clock bleek tot 50 keer stabieler te zijn dan de atoomklokken op GPS-satellieten. Als de missie deze stabiliteit in de ruimte kan bewijzen, het zal een van de meest nauwkeurige klokken in het universum zijn.

Het houdt de tijd nauwkeurig bij met behulp van kwikionen

Je polshorloge en atoomklokken houden de tijd op vergelijkbare manieren bij:door de trillingen van een kwartskristal te meten. Er wordt een elektrische puls door het kwarts gestuurd, zodat het constant trilt. Deze continue trilling werkt als de slinger van een staande klok, afvinken hoeveel tijd er is verstreken. Maar een polshorloge kan in een bepaalde periode gemakkelijk seconden tot minuten van het spoor raken.

Een atoomklok gebruikt atomen om een ​​hoge precisie te behouden bij het meten van de kwartstrillingen. De lengte van een seconde wordt gemeten door de frequentie van het licht dat door specifieke atomen wordt afgegeven, die in het hele universum hetzelfde is. Maar atomen in huidige klokken kunnen gevoelig zijn voor externe magnetische velden en temperatuurveranderingen. De Deep Space Atomic Clock maakt gebruik van kwikionen - minder dan de hoeveelheid die doorgaans wordt aangetroffen in twee blikjes tonijn - die zich in elektromagnetische vallen bevinden. Het gebruik van een intern apparaat om de ionen te beheersen, maakt ze minder kwetsbaar voor externe krachten.

Het wordt gelanceerd op een SpaceX Falcon Heavy-raket

De Deep Space Atomic Clock zal vliegen op de Orbital Test Bed-satelliet, die wordt gelanceerd op de SpaceX Falcon Heavy-raket met ongeveer twee dozijn andere satellieten van de overheid, militaire en onderzoeksinstellingen. De lancering is gepland voor 22 juni, 2019, om 20:30 uur PDT (23:30 uur EDT) vanuit NASA's Kennedy Space Center in Florida en zal live worden gestreamd op www.nasa.gov/live.