美国宇航局的“深空原子钟”(Deep Space Atomic Clock)正致力于为遥远的太空探索者提供更多的导航自主权。发表在期刊上的一篇新论文中自然该任务报告了他们在提高天基原子钟在长时间内连续测量时间的能力方面取得的进展。
这一特性也影响GPS卫星的运行，帮助人们在地球上导航，因此这项工作也有可能增加下一代GPS航天器的自主性。探索月球以外的宇宙飞船依靠与地球地面站的通信来确定它们的位置和目的地。
为了计算一个遥远的宇宙飞船的轨道，工程师从宇宙飞船向地球发送信号。他们使用地面上冰箱大小的原子钟来记录这些信号的时间，这对精确测量航天器的位置至关重要。但对于在火星或更遥远的目的地的机器人来说，等待信号完成旅程可能需要数十分钟甚至几个小时。
如果那些航天器携带原子钟，他们可以计算自己的位置和方向，但时钟必须高度稳定。GPS卫星携带原子钟，以帮助我们到达地球上的目的地，但这些时钟需要每天多次更新以保持必要的稳定水平。深度空间任务需要更稳定的基于空间的时钟。
深空原子钟由美国宇航局位于南加州的喷气推进实验室管理，自2019年6月以来一直在通用原子的轨道试验台航天器上运行。这项新的研究报告称，任务团队已经创造了太空中原子钟长期稳定性的新记录，达到了目前太空原子钟稳定性的10倍以上，包括GPS卫星上的原子钟。
所有原子钟都具有一定程度的不稳定性，导致时钟时间与实际时间的偏移量。如果没有纠正，偏移量，而MINISTULE，迅速增加，并且通过航天器导航，即使是一个微小的偏移可能会产生剧烈效果。
深度空间原子钟任务的一个关键目标之一是测量时钟的稳定性超过较长且较长的时期，看看它如何随时间变化。在论文中，该团队报告了稳定性水平，在运行超过20天之后导致少于四个纳秒的时间偏差。
“作为一般规则，一个纳秒及时的不确定度对应于大约一英尺的距离不确定性，”JPL和纸张合作社的任务原子钟物理学家说。“一些GPS时钟必须每天更新几次以保持这种稳定性水平，这意味着GPS高度依赖于与地面的沟通。深度空间原子钟将其推迟到一周或更长时间，因此可能会像GPS一样提供更多自主权。“
本文报告的稳定性和随后的时间延迟比团队在2020年春季报告的时间逐渐大约五倍。这并不代表时钟本身的改善，而是在团队的时钟稳定的测量中。运行期更长，几乎全年的额外数据使得可以提高其测量的精度。
深度空间原子钟任务将在8月结束，但美国宇航局宣布对这项技术的工作持续存在：深度空间原子钟-2，改进的尖端计时箱版本，将在Veritas上飞行（金星发射率短，无线电科学，insar，地形和光谱学）对金星的使命。像它的前任一样，新的空间时钟是一种技术演示，其目标是通过开发目前不存在的乐器，硬件，软件等来提前空间功能。由JPL建造并由NASA的太空技术任务任务（STMD）提供资金，通过该技术产生的超精确时钟信号可以帮助实现自主航天器导航，并加强对未来任务的无线电科学观察。
“美国宇航局在Veritas上选择了深度空间原子钟-2对该技术的承诺表示，”泰德利，深度空间原子时钟首席调查员和项目经理在JPL中的讲述。“在Veritas上，我们的目标是通过它的步伐将此下一代空间时钟放大并展示其深度空间导航和科学的潜力。”
深度空间原子钟托管在Colorado的一般原子电磁系统提供的航天器上。它由STMD的技术示范特派团计划提供赞助，位于美国宇航局在NASA的人类勘探和运营任务任务局内的NASA的Marshall Space Vistile Flight Centre课程。JPL管理项目。
本新闻文章由JPL提供。
