Gli orologi atomici per lo spazio profondo sono sottoposti a test orbitali in un veicolo spaziale
Nello spazio, il tempo di cronometraggio preciso è importante per la navigazione. Tuttavia, molti veicoli spaziali non hanno orologi precisi a bordo. Per 20 anni, il Jet Propulsion Laboratory della NASA (Pasadena, California) ha continuato a migliorare gli orologi. Questo è un orologio atomico per lo spazio profondo (Deep Space Atomic Clock - DSAC).
Ora la maggior parte delle missioni deve fare affidamento su antenne di terra in combinazione con un orologio atomico. Le antenne terrestri inviano segnali focalizzati su un veicolo spaziale e aspettano che ritorni. La NASA usa la differenza di tempo tra la partenza e l'arrivo per calcolare la posizione, la velocità e il percorso della nave.
Questo è un metodo affidabile, ma la sua efficacia può essere notevolmente migliorata. Ad esempio, la stazione deve attendere il ritorno del segnale, in modo che possa seguire la nave alla volta. A sua volta, il veicolo spaziale è anche costretto ad aspettare fino a quando il segnale lo raggiunge, e non può decidere autonomamente sul posto.
La navigazione nello spazio profondo deve misurare distanze enormi con una precisione di un metro e meno. I segnali radio si muovono alla velocità della luce, quindi devi concentrarti sui nanosecondi. Gli orologi atomici affrontano questo compito regolarmente sulla Terra. Ora con l'aiuto di DSAC andiamo nello spazio. Lo scopo del progetto DSAC è quello di garantire un'accurata raccolta di tempo per le future missioni NASA. Con la nuova tecnologia, la navicella spaziale non dovrà concentrarsi sul tracciamento a due vie, che aumenterà significativamente l'efficienza e l'autonomia. Inoltre, l'innovazione consentirà alle stazioni terrestri di tracciare diversi satelliti in una volta vicino a zone affollate, come Marte.
DSAC è un prototipo avanzato di piccoli orologi atomici a bassa massa basati sulla tecnologia della trappola ionica al mercurio. Nelle stazioni terrestri gli orologi atomici di dimensioni assomigliano a un frigorifero. Il DSAC raggiunge i parametri del tostapane e potrebbe assumere una forma più piccola in futuro.
In orbita, il DSAC può utilizzare i segnali di navigazione dal GPS statunitense. La dimostrazione dovrebbe confermare che l'orologio mostra una precisione temporale fino a due nanosecondi durante il giorno. In caso di successo, le future missioni saranno in grado di utilizzare la nuova tecnologia. Le prove a terra mostrano che il DSAC sarà 50 volte più stabile dei moderni orologi atomici sul GPS.
