A NASA bekapcsolt egy új, szuper pontos, űrhajós atomórát, amelyről az ügynökség azt reméli, hogy egy nap segít az űrhajóknak átjutni a mély űrben, anélkül, hogy támaszkodnának a Föld körüli órákra.
Deep Space Atomic Clocknak (DSAC) hívják, és úgy működik, hogy megméri a kis keretbe befogott higanyionok viselkedését. Június óta pályára áll, de először sikeresen aktiválta augusztus 23-án. Egyáltalán nem feltűnő - csak egy négyszeres kenyérpirító méretű és huzalokkal teli szürke doboz, jelentette Jill Seubert, a repülőgépmérnök és egy a NASA projektvezetõinek elmondta a Live Science-nek. A lényeg azonban az, hogy ez a szünetmentes méret: Suebert és munkatársai azon dolgoznak, hogy olyan órát tervezzenek, amely elég kicsi ahhoz, hogy bármilyen űrhajóra be tudjon tölteni, és elég pontos, hogy bonyolult manővereket vezesse a mély űrben, anélkül, hogy a hűtőszekrény méretű unokatestvérei bemennének a Földön.
Pontos órára van szüksége, hogy megtalálja az utat az űrben, mert nagy és üres. Kevés mérföldkő alapján lehet megítélni a helyzetét vagy sebességét, és legtöbbük túl messze van, hogy pontos információkat szolgáltasson. Tehát minden döntés egy hajó elfordításáról vagy a hajódarabok tüzeléséről - mondta Seubert - három kérdéssel kezdődik: Hol vagyok? Mennyire haladok? És milyen irányba?
A kérdések megválaszolásának legjobb módja azokra a tárgyakra nézni, amelyekre a válaszok már ismertek, mint például a földön található rádióadók vagy GPS-műholdak, amelyek az ismert körüli pályákat követik az űrben. Küldje el a fénysebességű jelet az A pontban megadott pontos idővel, és mérje meg, mennyi ideig tart eljutni a B ponthoz. Ez megmutatja az A és B közötti távolságot. Küldjön még két jelet további két helyről, és elegendő információ ahhoz, hogy kitaláljuk, pontosan hol található a B pont háromdimenziós térben. (Így működik a telefon GPS-szoftvere: folyamatosan ellenőrizve a különböző keringő műholdak által sugárzott időalapok perc különbségeit.)
Az űrutazáshoz a NASA jelenleg egy hasonló, de kevésbé pontos rendszerre támaszkodik - mondta Seubert. Az atomórák és a sugárzó berendezések többsége a Földön található, és együttesen alkotják az úgynevezett Deep Space Network néven. Tehát a NASA általában nem képes egy forrásból kiszámítani az űrhajó helyzetét és sebességét három forrásból. Ehelyett az ügynökség mérések sorozatát használja, miközben a Föld és az űrhajó is idővel mozognak az űrben, hogy körbevágják az űrhajó irányát és helyzetét.
Ahhoz, hogy egy űrhajó tudja, hol van, jelet kell kapnia a Deep Space Network-től, kiszámítania kell a jel érkezéséhez szükséges időt, és a fénysebességet kell használni a távolság meghatározásához. "Ehhez nagyon pontosan meg kell tennie képesnek kell lennie arra, hogy a lehető legpontosabban megmérjük ezeket az időket - a jel-küldött és -fogadott időket -, és amikor ezeket a jeleket a Deep Space Network-ből küldjük, a földön nagyon pontos atommérő órák vannak és pontos - mondta Seubert. "Mostanáig az olyan órák, amelyek elegendőek és elegendőek az űrhajón történő repüléséhez, ultratabletta oszcillátoroknak hívják őket, ami egy teljes téves elem. Nem ultratablettak. Felveszik ezt a jel- kapott idő, de nagyon alacsony pontosságú. "
Mivel az űrhajó fedélzetére vonatkozó helymeghatározási adatok annyira megbízhatatlanok, sokkal bonyolultabb kitalálni, hogyan kell navigálni - mikor be kell kapcsolni a lökhárítót vagy meg kell változtatni a pályát -, és ezt a Földön kell megtenni. Más szavakkal, a Földön élő emberek száz-ezer vagy millió mérföld távolságból vezetik az űrhajót.
"De ha egy atomórával nagyon pontosan tudta rögzíteni ezt a jelet a fedélzeten, akkor lehetősége van arra, hogy összegyűjtse az összes követési adatot a fedélzeten, és megtervezze számítógépét és rádióját úgy, hogy az űrhajó képes maga vezetni". azt mondta.
A NASA és más űrügynökségek korábban az atomórákat helyeztek az űrbe. A teljes GPS műholdas flottánk atomórákat hordoz. De leginkább túlságosan pontatlanok és nehézkesek a hosszú távú munkához, mondta Seubert. A világűrben a környezet sokkal durvább, mint a földi kutatólaboratóriumban. A hőmérséklet megváltozik, amikor az órák be- és kivillannak a napfényből. A sugárzási szint fel-le megy.
"Ez az űrrepülés közismert problémája, és általában olyan sugárzással edzett alkatrészeket küldünk el, amelyekről bebizonyítottuk, hogy hasonló sugárzási teljesítmény mellett különböző sugárzási környezetben is működhetnek" - mondta.
A sugárzás azonban mégis megváltoztatja az elektronika működését. És ezek a változások befolyásolják az érzékeny berendezések atomóráit, amelyek az idő megcsúszásának mérésére szolgálnak, pontatlanságok bevezetésével fenyegetve. Naponta többször, rámutatott Seubert, a légierő javításokat tölt fel a GPS-műholdak óráira, hogy azok ne szivárogjanak a földi órákkal.
A DSAC célja, hogy olyan rendszert hozzon létre, amely nem csak hordozható és elég egyszerű ahhoz, hogy bármilyen űrhajóra fel lehessen szerelni, hanem eléggé tartós is ahhoz, hogy hosszú távon képes legyen az űrben működni anélkül, hogy a földi csapatoktól folyamatos módosításokat igényelne.
Amellett, hogy lehetővé teszi a földi jelekkel történő pontosabb navigációt, egy ilyen óra egy nap lehetővé teheti a távoli kijáraton lévő űrhajósok számára, hogy ugyanúgy körülkerüljenek, ahogyan mi a földi térképező készülékeinkkel megbeszéljük - mondta Seubert. A DSAC-eszközökkel felszerelt kis műholdas flotta képes a Holdon vagy a Marson keringni, és a földi GPS rendszerek helyett működik, és ez a hálózat nem igényel napi többszöri javítást.
Útközben a DSAC-k vagy hasonló eszközök szerepet játszhatnak a pulsar navigációs rendszerekben, amelyek nyomon követhetik olyan dolgok időzítését, mint a más csillagrendszerekből származó fény pulzálása, hogy az űrhajók navigálhassanak a Föld bemenete nélkül.
A következő évre azonban a cél az, hogy ez az első DSAC megfelelően működjön, mivel a Föld közelében kering.
"Azt kell tennünk, hogy alapvetően megtanuljuk, hogyan kell beállítani az órát, hogy megfelelően működjön ebben a környezetben" - mondta Seubert.
A DSAC legénységének az eszköz idején történő megtanulása során megtanult leckék felkészítik őket arra, hogy hasonló eszközöket használhassanak a közúti hosszabb távú küldetésekre - tette hozzá.
