Tiksli radijo navigacija - radijo dažnių panaudojimas padėčiai nustatyti - yra gyvybiškai svarbus visų giliųjų kosminių tyrinėjimų misijų sėkmei. Norėdami patobulinti navigacijos technologijas, būsimoji NASA misija vykdys nedidelę demonstracinę misiją, vadinamą „Deep Space Atomic Clock“ (DSAC), kad įteisintų miniatiūrinį, ypač tikslų gyvsidabrio ir jonų atominį laikrodį, kuris yra 100 kartų stabilesnis nei šiandieninis. geriausi navigacijos laikrodžiai.
Misija dabar ruošiama preliminariai projekto peržiūrai 2013 m. Ir numatoma skraidyti kaip prieglobos vietą „Iridium NEXT“ erdvėlaivyje. Paleidimas nustatytas 2015 m.
NASA sako, kad DSAC demonstracija padarys revoliuciją navigacijos gilumoje erdvėje būdu, leisdama erdvėlaiviui realiu laiku apskaičiuoti savo laiko ir navigacijos duomenis. Ši vienpusė navigacijos technologija pagerintų dabartinę dvipusę sistemą, kai informacija siunčiama į Žemę, ir reikalaujama, kad antžeminės komandos nariai apskaičiuotų laiką ir navigaciją, o tada perduoda ją atgal į erdvėlaivį. Realaus laiko navigacijos laive galimybė yra labai svarbi siekiant pagerinti NASA galimybes įvykdyti kritinius įvykius, tokius kaip nusileidimas į planetą ar planetinis „flyby“, kai signalo vėlavimas yra per didelis, kad žemė galėtų bendrauti su erdvėlaiviu renginio metu.
„DSAC priėmimas būsimose NASA misijose padidins navigacijos ir radijo mokslo duomenų kiekį du ar tris kartus, pagerins duomenų kokybę iki 10 kartų ir sumažins misijos sąnaudas, pereidamas prie lankstesnės ir plečiamos vienpusės radijo navigacijos architektūros“, - teigė jis. Toddas Ely, pagrindinis NASA reaktyvinio jėgos laboratorijos demonstravimo giluminiame kosmose tyrėjas NASA reagavimo jėgos laboratorijoje Pasadena, Kalifornija. vyriausiojo technologo Vašingtone.
DSAC įgalinta vienpusė navigacija giluminėje erdvėje naudoja esamą giluminio kosmoso tinklą efektyviau nei dabartinė dvipusė sistema, taigi, praplečiant tinklo pajėgumą, nepridedama jokių naujų antenų ar su jomis susijusių išlaidų. Tai svarbu, nes būsimiems žmonių tyrimams giluminėje kosmose reikės daugiau stebėjimo iš giluminio kosminio tinklo, nei šiuo metu galima pateikti naudojant esamą sistemą.
„Skrydžio demonstravimo misija„ Deep Space Space Atomic Clock “pakels šią laboratorijai pritaikytą technologiją į pasirengimą skrydžiui ir praktišką atominį laikrodį padarys prieinamą įvairioms kosmoso misijoms“, - teigė Ely.
Antžeminiai atominiai laikrodžiai ilgą laiką buvo daugelio kosminių transporto priemonių navigacijos kertinis akmuo, nes jie teikia šakninius duomenis, reikalingus tiksliam vietos nustatymui. DSAC užtikrins tą patį stabilumą ir tikslumą erdvėlaiviams, tyrinėjantiems saulės sistemą. Panašiai, kaip šiuolaikinės globalios padėties nustatymo sistemos arba GPS naudoja vienpusius signalus, kad įgalintų antžeminės navigacijos paslaugas, atominis laikrodis „Deep Space“ užtikrins panašias galimybes navigacijoje gilumoje - tokiu ypatingu tikslumu, kad reikės tyrėjų atidžiai atsižvelgti į reliatyvumo arba stebėtojo bei stebimo objekto santykinio judesio poveikį, kurį veikia gravitacija, erdvė ir laikas. Pavyzdžiui, GPS turinčio palydovo laikrodžiai turi būti pataisyti atsižvelgiant į šį efektą, kitaip jų navigacijos pataisos pradeda dreifuoti.
Laboratorijoje buvo patobulintas „Deep Space Atomic Clock“ tikslumas, kad per 10 dienų NASA inžinieriai dirbtų JPL ir leistų dreifuoti ne daugiau kaip vieną nanosekundę. Per pastaruosius 20 metų jie nuolat tobulino ir miniatiūrino gyvsidabrio jonų gaudyklių atominį laikrodį, ruošdami jį veikti atšiaurioje gilios kosmoso aplinkoje.
Atnaujintas laikrodis yra miniatiūrinis gyvsidabrio ir jonų atominis įrenginys, kurio DSAC komanda skraidins kaip naudingąją apkrovą Žemės orbitoje per vienerių metų eksperimentą, kad patvirtintų jo tinkamumą kosmose ir jo naudingumą vienpusėje navigacijoje.
„Galimas DSAC panaudojimas būsimoje misijoje bus tolesnis Marso žvalgybinio orbitos tęsinys“, - teigė Ely. NASA „Mars Reconnaissance Orbiter“ į Marsą buvo paleistas 2005 m. Vykdant misiją, kurios tikslas - sužinoti daugiau apie Marso vandens - užšaldyto, skysto ar garų - pasiskirstymą ir istoriją. Orbitas baigė pirminį mokslo etapą 2008 m. Ir toliau tęsia pratęstą misiją. Atominiai laikrodžiai yra tiksliausias žinomas laiko apskaitos metodas ir naudojami kaip pagrindinis tarptautinių laiko paskirstymo paslaugų standartas - valdyti televizijos laidų dažnį ir pasaulinėse navigacijos palydovų sistemose, tokiose kaip „Global Positioning System“.
Norėdami gauti daugiau informacijos, apsilankykite DSAC svetainėje.
Šaltinis: Maršalo kosminių skrydžių centras
