Атомные часы для глубокого космоса

Точная радионавигация – использующая радиочастоты для определения местоположения – имеет важное значение для успеха ряда миссий по исследованию глубокого космоса. Проект «Атомные часы для глубокого космоса» или DSAC предназначен для проверки в полёте миниатюризированных сверхточных ртутно-ионных атомных часов, которые на порядок более стабильны, чем лучшие на сегодняшний день навигационные часы.

Наземные атомные часы – это уже давно краеугольный камень для навигации большинства космических аппаратов глубокого космоса, поскольку они обеспечивают базовые данные, необходимые для точного позиционирования. DSAC обеспечат такую же стабильность и точность для космических аппаратов, исследующих Солнечную систему. Эта новая возможность может навсегда изменить наш подход к осуществлению навигации в глубоком космосе – устранив необходимость «разворачивать сигналы» для отслеживания. Точно так же, как современные глобальные системы позиционирования используют однонаправленные сигналы для обеспечения наземных навигационных услуг, DSAC обеспечат такую же возможность навигации в глубоком космосе – с такой высокой точностью, что исследователям придётся тщательно учитывать релятивистские эффекты или относительное движение наблюдателя и наблюдаемого объекта, на которое влияют гравитация, пространство и время (часы на навигационном спутнике, например, должны быть скорректированы для учёта этого эффекта, или их навигационные фиксации начинают дрейфовать).

Последние 20 лет инженеры Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене, Калифорния, совершенствовали и миниатюризировали ртутно-ионные атомные часы, готовя их к работе в суровых условиях глубокого космоса. В лабораторных условиях точность атомных часов была улучшена до размера дрейфа, не превышающего 1 наносекунды за 10 дней.

Теперь команда DSAC готовит миниатюрные, лёгкие атомные часы – на порядок более точные и стабильные, чем любые другие атомные часы, запущенные в космос – для испытательного полёта на низкой околоземной орбите. Часы будут использовать сигналы ГНСС для демонстрации точности определения орбиты и подтверждения своей эффективности, обещая оптимизацию затрат на миссии, предоставляя больше научных данных и стимулируя дальнейшее развитие автономной радионавигации в глубоком космосе.

В настоящее время проект DSAC создаёт демонстрационный блок и полезную нагрузку, которые будут размещены на космическом корабле, который предоставит компания General Atomics Electromagnetic Systems из Энглвуда, Колорадо. Он будет запущен на околоземную орбиту в 2019 году. Полезная нагрузка будет эксплуатироваться не менее года, чтобы доказать свою функциональность и полезность для однонаправленной навигации.

Проект спонсируется директоратом НАСА по космическим технологиям и Сетью космической связи и навигации НАСА и управляется Лабораторией реактивного движения аэрокосмической администрации.

Подписывайтесь на журнал «Вестник ГЛОНАСС» и навигационный канал на TamTam