NASA разработала компактные атомные часы

NASA протестирует технологию атомных часов для навигации космических кораблей за пределами низкой околоземной орбиты 

Лаборатория реактивного движения NASA разработала компактные атомные часы Deep Space Atomic Clock для навигации космических аппаратов за пределами околоземной орбиты. Технология будет тестироваться на спутнике Orbital Test Bed, который отправят на орбиту на борту Falcon Heavy. Эта система навигации должна в будущем упростить полеты кораблей к Луне и Марсу, а также другим дальним целям. Сейчас такие навигационные задачи решаются с помощью двусторонней ретрансляционной системы с использованием связи с Землей, что может занимать от нескольких минут до нескольких часов. Этот метод навигации означает, что независимо от того, как далеко отправляется миссия, корабли привязаны к Земле в ожидании команд с нее. Это ограничение имеет потенциально слабые зоны и может создать проблемы в будущем. 

Атомные часы Deep Space представляют собой устройство размером с тостер. Это маленький прибор, который позволит кораблям ориентироваться независимо от сигнала с Земли. Тестовый аппарат будет тестироваться на орбите Земли в течение года. Атомные часы в космосе сами по себе – не новинка. Их используют, например, спутники GPS для определения местоположения пользователей.

Использовать их на дальних расстояниях в космосе не получится из-за все той же задержки сигнала, которая сделает бессмысленными данные. Для навигации в дальнем космосе используется связь с Землей и принцип эхо. Сигнал с помощью гигантских антенн отправляется кораблю, тот отвечает командой, а расчет времени между отправкой и приемом сигнала позволяет понять расстояние и скорость аппарата. В таких условиях приходится порой долго ждать и проводить дополнительные расчеты. 

А собственные атомные часы позволят аппаратам ускорить и упростить этот процесс, сделав передачу сигнала не двусторонней, а односторонней. Аппарат автономно сможет проводить навигационные операции. Наличие таких часов на борту позволит использовать в автономной навигации радиосигналы, а не только оптические приборы, как это реализовано сейчас на ряде аппаратов, которые буквально ориентируются, осматриваясь по сторонам. 
Лабораторные тесты показали, что точность часов Deep Space в 50 раз выше, чем у GPS – ошибка в одну секунду накопится за 10 миллионов лет. Если они проявят себя так же стабильно и в космосе, то их будут устанавливать на межпланетные аппараты.