NASA je zgodaj zjutraj v orbito izstrelila raketo SpaceX Falcon Heavy s kopico znanstvenih misij. Ena izmed najbolj intrigantnih bremen je bila ura, ki bo obkrožila planet približno eno leto. Toda to ni običajna ura: Deep Space Atomic Clock je tehnologija, s katero bi lahko v prihodnosti lažje krmarjenje po vesolju precej olajšalo.
Kasandra Brabaw z Space.com poroča, da se večina sond, poslanih v vesolje, izsledi z Zemlje prek radijskih valov, ki potujejo s svetlobno hitrostjo. Signal se pošlje z Zemlje in takoj odbije nazaj na nadzor misije, kar omogoča, da upravljavci sonde izračunajo točen položaj glede na to, koliko časa je trajalo, da je signal dosegel. Ta postopek se naslanja na Nasino Deep Space Network, niz radijskih anten, ki lahko v vsakem trenutku prenesejo toliko vesoljskega prometa.
Če bi bile sonde ure dovolj stabilne in natančne, da bi jim omogočile načrtovanje lastnega poteka, bi lahko to navigacijo opravili samostojno, poroča Jonathan Amos na BBC.
"Avtonomna navigacija na krovu pomeni, da vesoljsko plovilo lahko izvaja svojo navigacijo v realnem času, ne da bi čakalo, da se napotki pošljejo od navigatorjev nazaj na Zemljo, " je pred kratkim novinarjem na novinarski konferenci povedala namestnica glavnega preiskovalca Jill Seubert. Vesoljsko plovilo "samovožnja" je tudi ključni del postavljanja ljudi na Mars. "In s to zmožnostjo je mogoče vesoljsko plovilo, ki ga posadijo ljudje, varno odpeljati do pristajalnega mesta z manj negotovosti na svoji poti."
Toda tudi najlepši Rolex tega ne bo presekal v vesolju. Kvarčni kristali oscilirajo z redno frekvenco, ko skozi njih prehaja električni tok, zato so navajeni v takih, da spremljajo čas. So dovolj natančni, ko gre za službo ali lov na vlak, vendar sami po sebi niso dovolj natančni za navigacijo v globokem vesolju. V šestih tednih lahko izgubijo pol milisekunde, kar bi bilo katastrofalno za vesoljsko sondo.
Za dosego milijarde sekund natančnosti, potrebne za letenje skozi vesolje, je potrebna atomska ura, naprava, ki trenira svoj kremenčev kristal do nihanj nekaterih atomov. Elektroni okoli teh atomov zasedajo različne energijske ravni ali orbite in potreben je natančen tok električne energije, da lahko preskočijo na naslednjo energijsko raven. "Dejstvo, da je razlika v energiji med temi orbitami tako natančna in stabilna vrednost, je res ključna sestavina atomske ure, " v sporočilu za javnost pravi Eric Burt, fizik atomske ure iz Nasinega laboratorija za reaktivni pogon. "To je razlog, da lahko atomske ure dosežejo zmogljivost, ki presega mehanske ure."
V atomski uri je frekvenca kremenčevega oscilatorja nastavljena tako, da ustreza energiji, ki je potrebna za sprostitev elektronov na novo energijsko raven. Ko kremen vibrira s pravo frekvenco, bodo elektroni skočili na naslednjo energijsko raven. Če tega ne stori, ura ve, da je frekvenca izklopljena in se lahko sam popravi, kar se zgodi vsakih nekaj sekund.
Trenutno je večina prizemnih atomskih ur velikosti hladilnika. Vstopite v globoko vesoljsko uro, s katero so NASA-in inženirji tleli že skoraj 20 let. Pripomoček velikosti tostera uporablja nabite živosrebrove ione, da ohrani resničen kvarčni oscilator in v štirih dneh izgubi le približno eno nanosekundo. Trajalo bi približno 10 milijonov let, da se ura izklopi za eno sekundo, zaradi česar je približno 50-krat bolj stabilna od natančnih ur, ki se uporabljajo v GPS satelitski navigaciji.
Ura je trenutno v nizki zemeljski orbiti in se bo vklopila v štirih do sedmih tednih. Po treh do štirih tednih delovanja bodo raziskovalci analizirali njegovo predhodno uspešnost in izdali končno sodbo o tem, kako dobro deluje v vesolju, potem ko približno leto dni približuje planet.
Če je ura dovolj stabilna, se lahko po NASA-inem izjavi začne pojavljati na vesoljskih ladjah do leta 2030. Ne glede na to, ali ta različica preživi ali ne, bodo atomske ure ali podobna tehnologija ključnega pomena v prihodnjih vesoljskih misijah na druge svetove.
"Globoka vesoljska ura bo lahko pomagala pri navigaciji, ne le lokalno, ampak tudi na drugih planetih, " pravi Burt. "Eden od načinov za to je, kot da bi imeli GPS na drugih planetih."
Drugi poskusi, ki so šli v orbito z uro, vključujejo Green Propellant Infusion Mission, ki testira sistem, ki uporablja visoko zmogljivo, nestrupeno vesoljsko gorivo, in Enhanced Tandem Beacon Experiment, ki bo raziskal mehurčke v električno napolnjenih plasteh Zemljine atmosfere, ki lahko včasih moti GPS signale.
