改进GPS的深空原子钟——提高航天器自主性的结果?
(图片来源:Getty Images)

比月球飞得更远的宇宙飞船主要依靠与相应地面站的通信来知道自己的位置和下一步要去的地方。

为了加强航天器和地面站之间的通信,美国宇航局计划开发深空原子钟,使遥远的宇航员在太空中导航时获得更好的自主权。

改进时间的一致性度量

科技日万博体育登录首页报据报道,NASA的任务在提高天基原子钟在更长的时间内持续测量时间的能力方面取得了重大进展。

它通常被称为稳定性,这是一个对航天器GPS卫星的运行有重大影响的特性。它帮助我们地球导航它也可以作为一个潜在的解决方案,以提高未来GPS航天器的自主性。

GPS航天器背后的原因很简单,但工程师需要从每个航天器向地球发送信号,然后返回给你一个上下文。这样做是为了计算一个遥远的宇宙飞船的特定轨道。

工程师们利用地面上冰箱大小的原子钟来记录每个信号的准确时间,这是尽可能精确地测量航天器位置的重要过程。

然而,火星上的航天器和其他比火星更远的飞行器通常要等十分钟甚至几个小时才能收到信号。

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然而,航天器可以开始计算它们的方向和位置一旦它们携带原子钟——但手表需要高度稳定。

GPS卫星通常有原子钟来帮助他们到达目的地地球上的目的地,但上述时钟需要每天不断更新以保持其稳定性。显然,深空任务需要比平均水平更稳定的天基时钟。

什么是深空原子钟?

据报道,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。从2019年6月开始,该时钟一直在通用原子公司的轨道试验台航天器上运行。

该任务小组已经创造了原子钟长期稳定的记录。它的稳定性是目前天基原子钟(包括GPS卫星上的设备)的十倍以上。

为什么每一秒都很重要?

每个原子钟都有一定程度的不稳定性,这会影响时钟的时间与实际时间的偏差。如果不纠正误差,偏移量将迅速增加。当涉及到航天器导航时,即使是微小的差异也可能导致巨大的影响。

深空原子钟任务的主要目标之一是测量原子钟在更长时间内的稳定性,以确定它是否会随着时间而变化。

据《科万博体育登录首页技日报》报道,该时钟的稳定性导致其在运行20多天后的时间偏差不超过4纳秒。

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作者:弗兰·桑德斯

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