NASA je uključila novi, super precizni, svemirski satni atomski sat za koji se agencija nada da će jednog dana pomoći svemirskim letjelicama da se voze kroz duboki svemir, a da se ne oslanjaju na zemaljske satove.
Zove se Sat dubokog svemira (DSAC), a djeluje mjerenjem ponašanja ionskih iona zarobljenih u svom malom okviru. U orbiti je od lipnja, ali prvi put je uspješno aktiviran 23. kolovoza. To uopće nije blistavo - samo siva kutija veličine tostera u četiri kriške i puna žica, Jill Seubert, zrakoplovni inženjer i jedan za čelnike projekta u NASA-i, rečeno je Live Science. Ali u tome je neumoljiva veličina: Suebert i njezini kolege rade na tome da osmisle sat koji je dovoljno mali da se učita u bilo koju svemirsku letjelicu i dovoljno precizan za vođenje složenih manevara u dubokom svemiru, bez ikakvih doprinosa rođaka veličine hladnjaka na Zemlji.
Potreban vam je precizan sat da biste se snašli u prostoru jer je velik i prazan. Malo je orijentira za prosudbu vašeg položaja ili brzine, a većina je predaleko da biste ponudili precizne informacije. Dakle, svaka odluka da se okrene brod ili se zapale njegovi potisnici, rekao je Seubert, započinje s tri pitanja: Gdje sam? Kako se brzo krećem? I u kojem smjeru?
Najbolji način da odgovorite na ta pitanja jest pogledati predmete na koje su odgovori već poznati, poput radijskih odašiljača na Zemlji ili GPS satelita koji prate poznate orbitalne zapise kroz svemir. Šaljite signal svjetlosnom brzinom s točnim vremenom u točki A i izmjerite koliko treba vremena do točke B. To vam govori udaljenost između A i B. Pošaljite još dva signala s još dvije lokacije i imat ćete dovoljno informacija da se točno utvrdi gdje se točka B nalazi u trodimenzionalnom prostoru. (Ovako funkcionira GPS softver na vašem telefonu: neprestano provjeravanjem minutnih razlika u vremenskom potpisu koji emitiraju različiti orbiti satelita.)
Za kretanje u prostoru, NASA se trenutno oslanja na sličan, ali manje precizan sustav, rekao je Seubert. Većina atomskog sata i radiodifuzne opreme nalaze se na Zemlji i zajedno čine ono što je poznato pod nazivom Deep Space Network. Dakle, NASA obično ne može izračunati položaj i brzinu svemirske letjelice iz tri izvora u jednom pokretu. Umjesto toga, agencija koristi niz mjerenja dok se i Zemlja i svemirski brod tijekom vremena kreću kroz svemir kako bi umanjili smjer i položaj svemirske letjelice.
Da bi svemirska letjelica mogla znati gdje se nalazi, potrebno je primiti signal iz svemirske mreže dubokog svemirskog prometa, izračunati vrijeme koje je potrebno da signal stigne i pomoću brzine svjetlosti odrediti udaljenost. "Da biste to učinili vrlo precizno, vi trebamo biti u mogućnosti mjeriti ta vremena - vrijeme signala koji je upućen i primljen od signala - što je preciznije moguće. I na terenu, kada šaljemo te signale iz naše Deep Space mreže, imamo atomske satove koji su vrlo precizni i precizno ", rekao je Seubert. "Do sada, satovi koje smo imali, dovoljno male i male snage da lete na svemirskom brodu, nazivaju se ultrastabilni oscilatori, što je potpuna pogrešna misao. Nisu ultrastabilni. Oni snimaju taj signal, primio vrijeme, ali je vrlo niska točnost. "
Budući da su podaci o lokaciji na svemirskom brodu toliko nepouzdani, smisliti način navigacije - na primjer, kad uključiti potisnik ili promijeniti kurs - mnogo je složenije i mora se to učiniti na Zemlji. Drugim riječima, ljudi na Zemlji upravljaju svemirskim brodom sa stotina tisuća ili milijuna milja daleko.
"Ali ako biste taj atomski sat mogli točno precizno zabilježiti atomskim satom, sada imate priliku prikupljati sve te podatke o praćenju na brodu i dizajnirati svoje računalo i radio tako da svemirska letjelica može sama voziti." rekla je.
NASA i druge svemirske agencije ranije su stavljale atomske satove u svemir. Čitava naša flota GPS satelita nosi atomske satove. Ali većinom su previše netočne i nesigurne za dugotrajni rad, rekao je Seubert. Okoliš u svemiru puno je grublji od istraživačkog laboratorija na Zemlji. Temperature se mijenjaju kako sata prolazi sunčevom svjetlošću i van nje. Razine zračenja idu gore i dolje.
"To je dobro poznati problem svemirskih letova, a mi obično šaljemo dijelove otvrdnute zračenjem za koje smo pokazali da mogu djelovati u različitim radijacijskim okruženjima sa sličnim performansama", rekla je.
Ali zračenje i dalje mijenja način rada elektronike. A te promjene utječu na atomske satove osjetljive opreme koji služe za mjerenje proklizavanja vremena, prijeteći uvođenjem netočnosti. Višestruko na dan, istaknuo je Seubert, zrakoplovne snage učitavaju ispravke u satove GPS satelita kako bi se spriječile da se odvajaju od sinkroniziranih satova na zemlji.
Cilj DSAC-a, rekla je, uspostaviti sustav koji nije samo prenosiv i jednostavan za postavljanje na bilo koju svemirsku letjelicu, već je i dovoljno dugotrajan za rad u prostoru bez potrebe za stalnim prilagođavanjem timova sa Zemlje.
Osim što omogućuje precizniju navigaciju dubokim svemirima pomoću zemaljskih signala, takav bi sat jednog dana mogao astronautima na udaljenim staništima da se obilaze baš kao što to činimo i s našim kartografskim uređajima na Zemlji, rekao je Seubert. Mala flota satelita opremljena DSAC uređajima mogla je orbitirati oko Mjeseca ili Marsa, koji djeluju umjesto zemaljskih GPS sustava, a ova mreža ne bi zahtijevala ispravke nekoliko puta dnevno.
Prema njenom putu, DSAC-ovi ili slični uređaji mogli bi igrati ulogu u pulsarskim navigacijskim sustavima koji bi pratili vremenski raspored stvari poput pulsiranja svjetlosti iz drugih zvijezdanih sustava kako bi svemirski brod mogao ploviti bez ikakvog ulaza sa Zemlje.
Sljedeće godine je, međutim, cilj da se ovaj prvi DSAC ispravno ponaša jer orbitira blizu Zemlje.
"Ono što trebamo učiniti je u osnovi naučiti kako prilagoditi sat kako bi pravilno radio u tom okruženju", rekao je Seubert.
Lekcije koje DSAC posade nauči tijekom podešavanja uređaja ove godine treba ih pripremiti za upotrebu sličnih uređaja u misijama dugog dometa niz cestu, dodala je.
