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El Reloj Atómico del Espacio Profundo avanza hacia una mayor autonomía de las naves espaciales.

El Reloj Atómico del Espacio Profundo de la NASA ha estado operando a bordo del satélite del Banco de Pruebas Orbital de General Atomics desde junio de 2019. Esta ilustración muestra la nave espacial en la órbita de la Tierra. Crédito: Sistemas electromagnéticos de General Atomics

Las naves espaciales que se aventuran fuera de nuestra luna dependen de la comunicación con las estaciones terrestres de la Tierra para saber dónde están y hacia dónde se dirigen. El Reloj Atómico del Espacio Profundo de la NASA les está dando a estos exploradores distantes más independencia a la hora de navegar. En un nuevo artículo publicado hoy en la revista naturaleza, la misión observa avances en su trabajo para mejorar la capacidad de los relojes atómicos espaciales para medir constantemente el tiempo durante largos períodos.


conocido como MásEsta característica también afecta el funcionamiento de los satélites GPS que ayudan a las personas a navegar en la Tierra, por lo que este trabajo también tiene el potencial de aumentar la independencia de la próxima generación de naves espaciales GPS.

Para calcular la trayectoria de una nave espacial distante, los ingenieros envían señales desde la nave espacial a la Tierra y viceversa. Usan relojes atómicos del tamaño de un refrigerador en la Tierra para registrar la sincronización de esas señales, lo cual es necesario para medir con precisión la posición de la nave espacial. Pero para los robots en Marte o en destinos lejanos, esperar señales para hacer el viaje puede ascender rápidamente a decenas de minutos o incluso horas.

Si esas naves espaciales llevaran relojes atómicos, podrían calcular su posición y dirección, pero los relojes tendrían que ser muy estables. Los satélites GPS llevan relojes atómicos para ayudarnos a llegar a nuestros destinos en la Tierra, pero esos relojes requieren actualizaciones varias veces al día para mantener el nivel necesario de estabilidad. Las misiones en el espacio profundo requieren horas más estables en el espacio.

Administrado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California, el Reloj Atómico del Espacio Profundo ha estado operando a bordo de la Nave Espacial de Pruebas Orbitales Atómicas Generales desde junio de 2019. El nuevo estudio indica que el equipo de la misión ha establecido un nuevo récord para la estabilidad a largo plazo del reloj atómico En el espacio, alcanza más de 10 veces la estabilidad de los relojes atómicos que se encuentran en el espacio, incluidos los de los satélites GPS.

Cuando cada nanosegundo cuenta

todos relojes atómicos Tiene un cierto grado de inestabilidad que da como resultado una compensación en el tiempo horario frente al tiempo real. Si no se corrige, el desplazamiento, aunque pequeño, aumenta rápidamente, y con la navegación de la nave espacial, incluso un pequeño desplazamiento puede tener efectos drásticos.

Uno de los principales objetivos de la misión Deep Space Atomic Clock era medir la estabilidad del reloj durante períodos cada vez más largos, para ver cómo cambia con el tiempo. En el nuevo documento, el equipo informa un nivel de estabilidad que da como resultado una desviación de tiempo de menos de cuatro nanosegundos después de más de 20 días de funcionamiento.

“Como regla general, una incertidumbre de un nanosegundo en el tiempo corresponde a una distancia incierta de aproximadamente un pie”, dijo Eric Burt, físico del reloj atómico de la misión en JPL y coautor del nuevo artículo de investigación. “Algunos relojes GPS deben actualizarse varias veces al día para mantener este nivel de estabilidad, y eso significa que el GPS depende en gran medida del contacto con la Tierra. El Reloj Atómico del Espacio Profundo lleva esto a una semana más o menos y, por lo tanto, potencialmente ofrece una aplicación como GPS más autónoma “.

estabilidad y más allá hora El retraso informado en el nuevo artículo es aproximadamente cinco veces mejor que lo que informó el equipo en la primavera de 2020. Esto no es una mejora en el reloj en sí, sino más bien en la medida de la estabilidad del reloj del equipo. Los tiempos de ejecución más largos y casi un año completo de datos adicionales mejoraron su precisión de medición.

La misión Deep Space Atomic Clock finalizará en agosto, pero la NASA ha anunciado que el trabajo en la tecnología está en curso: el Deep Space Atomic Clock-2, una versión mejorada del último instrumento de cronometraje, volará en VERITAS (abreviatura de Venus Emissivity, Radio Science, Insar). Topografía, espectroscopia) Tarea a Venus. Al igual que su predecesor, el nuevo Space Clock es un espectáculo de tecnología, lo que significa que su objetivo es desarrollar capacidades en el espacio mediante el desarrollo de herramientas, hardware, software o similares que no existen actualmente. La señal de reloj ultraprecisa generada por esta tecnología fue creada por el Laboratorio de Propulsión a Chorro y financiada por la Dirección de Misiones de Tecnología Espacial (STMD) de la NASA, que podría ayudar a permitir la operación autónoma. Astronave Navegación y mejora de las observaciones radiocientíficas en misiones futuras.

“La selección de la NASA del Deep Space Atomic Clock-2 sobre VERITAS habla de la promesa de esta tecnología”, dijo Todd Eley, investigador principal del Deep Space Atomic Clock y gerente de proyecto en el Jet Propulsion Laboratory. “En VERITAS, nuestro objetivo es poner en marcha la próxima generación de relojes espaciales y demostrar su potencial en profundidad El espacio Navegación y ciencia.


La NASA activa el reloj atómico en el espacio profundo


más información:
E.A. Burt et al., Demostración de un reloj atómico iónico atrapado en el espacio, naturaleza (2021). DOI: 10.1038 / s41586-021-03571-7

La frase: Deep Space Atomic Clock se mueve hacia una mayor autonomía de las naves espaciales (2021, 1 de julio) Recuperado el 1 de julio de 2021 de https://phys.org/news/2021-07-deep-space-atomic-clock-spacecraft.html

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