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美媒:新原子钟将改变太空旅行 遨游太阳系或像

参考消息网6月24日报道 美媒称,美国国家航空航天局的便携式原子钟或将彻底改变太空旅行,有朝一日,遨游太阳系可能会像坐公共汽车上班一样轻易。

据美国《科学新闻》双周刊网站6月21日报道,科学家设想,自动驾驶的宇宙飞船将输送宇航员穿越深空,类似GPS的定位系统将向导旅客在其他行星和卫星外面穿越各类地形。然则,要实现这些充溢未来感的导航计划,航天器和卫星将必要配备计时精度极高的时钟——比任何已经发送到太空的时钟都要正确。

这种时钟的一个样本定于6月24日试飞。

美国国家航空航天局(NASA)的“深空原子钟”对每一秒计量的同等程度大年夜约是GPS卫星上原子钟的50倍。这种水平相称于NASA“深空收集”所应用的地面原子钟——这些地面设备使用无线电天线与全部太阳系的航天义务进行通信。但与那些冰箱大年夜小的钟表不合,烤面包机大年夜小的“深空原子钟”可以搭载在航天器上。

这个项目的副首席钻研员伊尔·佐伊贝特6月10日在新闻宣布会上说,这种迷你原子钟将安装在未来的宇宙飞船或卫星上,它可能“彻底改变我们航天器在深空的导航要领”。

这个时钟样本将从NASA位于美国佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪航天中间发射。在发射之后,钻研职员将对其在近地轨道的体现进行径期一年的监测。下面将简要先容这台时钟对未来航天飞行可能意味着什么。

这台时钟将若何改变太空导航?

佐伊贝特说:“本日探索深空的每一个航天器都依附在地球长进行的导航操作。”地面天线向航天器发送旌旗灯号,然后航天器把旌旗灯号反射回来。经由过程丈量旌旗灯号的来回光阴,“深空收集”的地面原子钟可以赞助确定航天器的位置。佐伊贝特今朝在加利福尼亚州帕萨迪纳的NASA喷气推进实验室事情。

他说,有了新的“深空原子钟”,“我们可以过渡到我们所说的单向追踪”。宇宙飞船将使用它携带的这类时钟来丈量追踪旌旗灯号从地球抵达飞船所需的光阴,而无需将旌旗灯号发还地面的原子钟进行丈量。这将使航天器能够判断自己的轨道。

单向追踪有哪些好处?

能自我定位的航天器可以使宇航员在不必要接管地球指令的环境下自行穿越太阳系。该项目首席钻研员、同样在NASA喷气推进实验室事情的托德·埃利说:“在火星这样的地方,(追踪旌旗灯号)来回光阴为8至40分钟。在木星,可能是……一个半小时。土星是两个半小时。”

因为飞行器能够自我定位,探险者可以加倍机动地开展行动,更及时地对意外环境作出反映。

这台时钟将若何赞助人们实现在其他星球上导航?

佐伊贝特在新闻宣布会上说:“想象一下,宇航员在火星上徒步旅行,大概远便利是奧林帕斯山,她正在查看谷歌舆图的火星版,看看自己在哪里。”他说,“这个观点真的会和我们地球上GPS的观点一样”,由一组卫星供给覆盖星球外面的办事。

在其他星球上,卫星会使用其携带的“深空原子钟”来广播带有正确光阴戳的旌旗灯号,任何GPS地面接管器都可以使用这些旌旗灯号经由过程三角丈量法确定自己的位置。

是什么让新的太空时钟比其他时钟更靠得住?

这种新的原子钟使用带电的汞原子或离子来计时,而今朝地球GPS卫星上的原子钟则应用中性的铷原子。因为新原子钟内部的汞原子带有电荷,它们会被困在电场中,因而无法与其容器的墙壁互相感化——埃利解释说,GPS原子钟内部的这种互相感化会导致铷原子掉去节奏。

地球的GPS卫星时钟必要地球上的批示中间天天进行两次修正。埃利说:“假如你有‘深空原子钟’,那么天天两次可能会变成数周一次,以致数月一次。”

在这台时钟样本的首次飞行中,科学家们将进行哪些测试?

科学家必要确保这台时钟在太空中同样如斯稳定。埃利说:“我们的目标是天天偏差为2纳秒阁下,或者不到2纳秒。”

此次试飞还将测试时钟在太空中运行一全年的环境。

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