Atomiskā pulksteņa darbība dziļā kosmosā uzlabos navigācijas tehnoloģiju

Pin
Send
Share
Send

Precīza radionavigācija - izmantojot radiofrekvences, lai noteiktu atrašanās vietu - ir būtiska visu dziļūdens izpētes misiju panākumiem. Lai uzlabotu navigācijas tehnoloģiju, nākamās NASA misijas ietvaros lidos neliela demonstrācijas misija ar nosaukumu Deep Space Atomic Clock (DSAC), lai apstiprinātu miniaturizētu, īpaši precīzu dzīvsudraba-jonu atomu pulksteni, kas ir 100 reizes stabilāks nekā mūsdienu labākie navigācijas pulksteņi.

Misija tagad tiek sagatavota tās sākotnējam projekta pārskatam 2013. gadā, un ir paredzēts lidot kā mitinātu kravas kravas uz Iridium NEXT kosmosa kuģa. Palaišana ir noteikta 2015. gadam.

NASA saka, ka DSAC demonstrācija mainīs dziļūdens navigācijas veidu, ļaujot kosmosa kuģim reālā laikā aprēķināt savus laika un navigācijas datus. Šī vienvirziena navigācijas tehnoloģija uzlabos pašreizējo divvirzienu sistēmu, kurā informācija tiek nosūtīta uz Zemi, prasot zemes komandai aprēķināt laiku un navigāciju un pēc tam pārsūtīt to atpakaļ uz kosmosa kuģi. Navigācijas iespējas uz reāllaika borta ir būtiska, lai uzlabotu NASA iespējas veikt kritiski svarīgus notikumus, piemēram, planētas nosēšanās vai planētas “lidojums”, kad signāla kavēšanās ir pārāk liela, lai zeme varētu mijiedarboties ar kosmosa kuģi pasākuma laikā.

"DSAC pieņemšana nākamajās NASA misijās palielinās navigācijas un radiozinātnes datu daudzumu divas līdz trīs reizes, uzlabos datu kvalitāti līdz pat 10 reizēm un samazinās misijas izmaksas, pārejot uz elastīgāku un paplašināmu vienvirziena radionavigācijas arhitektūru," sacīja Tods Ely, NASA Jet reaktīvo dzinēju laboratorijas Pasadena, Kalifornijā, dziļā kosmosa atomu pulksteņu tehnoloģijas demonstrācijas galvenais pētnieks. Projekts ir daļa no NASA tehnoloģiju demonstrācijas misiju programmas, kuru NASA birojam pārvalda Maršala Kosmisko lidojumu centrs Hantsvilā, Ala. Vašingtonas galvenā tehnologa.

DSAC iespējotā vienvirziena navigācija dziļajā kosmosā efektīvāk nekā pašreizējā divvirzienu sistēma izmanto esošo dziļūdens tīklu, tādējādi paplašinot tīkla kapacitāti, nepievienojot jaunas antenas vai ar tām saistītās izmaksas. Tas ir svarīgi, jo nākotnes cilvēku izpēte dziļajā kosmosā prasīs vairāk izsekošanas no dziļā kosmosa tīkla, nekā to pašlaik var nodrošināt ar esošo sistēmu.

"Dziļā kosmosa atomu pulksteņa demonstrācijas misija virzīs šo laboratorijai kvalificēto tehnoloģiju līdz gatavībai lidojumam un padarīs praktisku atomu pulksteni pieejamu dažādām kosmosa misijām," sacīja Elijs.

Uz zemes bāzēti atomu pulksteņi jau sen ir vairuma kosmosa kuģu navigācijas stūrakmens, jo tie nodrošina saknes datus, kas nepieciešami precīzai pozicionēšanai. DSAC nodrošinās tādu pašu stabilitāti un precizitāti kosmosa kuģiem, kas pēta Saules sistēmu. Tieši tāpat kā mūsdienu globālās pozicionēšanas sistēmas jeb GPS izmanto vienvirziena signālus, lai nodrošinātu virszemes navigācijas pakalpojumus, Dziļā kosmosa atomu pulkstenis nodrošinās līdzīgas iespējas dziļūdens navigācijā - ar tik lielu precizitāti, ka būs nepieciešami pētnieki rūpīgi ņemt vērā relativitātes vai novērotāja un novērotā objekta relatīvās kustības ietekmi, ko ietekmē gravitācija, telpa un laiks. Piemēram, pulksteņi GPS balstītā satelītā ir jālabo, lai ņemtu vērā šo efektu, pretējā gadījumā to navigācijas labojumi sāk dreifēt.

Laboratorijas apstākļos tika precizēta dziļā kosmosa atomu pulksteņa precizitāte, lai 10 dienu laikā NASA inženieru darba dēļ JPL varētu veikt ne vairāk kā vienu nanosekundi. Pēdējo 20 gadu laikā viņi ir pastāvīgi uzlabojuši un miniatūrējuši dzīvsudraba-jonu slazdu atomu pulksteni, sagatavojot to darbam skarbā vidē dziļā kosmosā.

Atjauninātais pulkstenis ir miniatūra dzīvsudraba-jonu atomu ierīce, kuras DSAC komanda lidos kā kravas uz Zemes orbitera viena gada eksperimentā, lai apstiprinātu tā darbību kosmosā un lietderību vienvirziena navigācijā.

"DSAC potenciālais pielietojums turpmākajā misijā būtu Marsa izlūkošanas orbitera turpinājums," sacīja Elijs. NASA Marsa izlūkošanas orbiters uz Marsu tika palaists 2005. gadā misijā, kuras mērķis bija uzzināt vairāk par Marsa ūdens - sasaluša, šķidra vai tvaika - izplatību un vēsturi. Orbiters pabeidza savu primāro zinātnes posmu 2008. gadā un turpina strādāt paplašinātā misijā. Atomu pulksteņi ir visprecīzākā zināmā laika uzskaites metode, un tos izmanto kā galveno standartu starptautiskiem laika sadalīšanas pakalpojumiem - lai kontrolētu televīzijas pārraižu frekvenci un globālās navigācijas satelīta sistēmās, piemēram, Globālā pozicionēšanas sistēma.

Papildinformāciju skatiet DSAC vietnē.

Avots: Māršala kosmisko lidojumu centrs

Pin
Send
Share
Send