NASA підбило підсумки експерименту, в ході якого надточні атомні годинники на захоплених іонах рік знаходилися на низькій навколоземній орбіті. Пристрої показали свою стабільність при роботі в умовах мікрогравітації.
На Землі атомний годинник може бути розміром з холодильник. Пристрій DSAC, який провів вже рік на орбіті, можна порівняти за розмірами з тостером і може не гірше земних аналогів вимірювати час
Навігація в космічному просторі заснована на вимірюванні часу проходження радіосигналів між космічним кораблем і Землею. Зараз усі часові вимірювання виконуються за допомогою атомного годинника на Землі. Це означає, що космічний корабель може чекати до декількох годин, перш ніж інформація про його положення буде передана назад. Автономне виконання цих часових вимірювань на борту значно скоротить час обробки.
Тепер вчені з Лабораторії реактивного руху NASA повідомили про перше успішне випробування компактного атомного годинника на захоплених іонах на орбітальному космічному кораблі. «Атомний годинник глибокого космосу» (Deep Space Atomic Clock/DSAC) продемонстрували довгострокову стабільність, яка на порядок перевершує пристрої, що використовувалися досі.
В основі годинника лежить невелика хмара іонів ртуті, захоплених електричними полями. генеровані годинами, направляються в хмару, і деякі іони реагують на них, змінюючи свій енергетичний стан. Кількість іонів, які змінюють стан, пов'язана з тим, наскільки близький СВЧ-імпульс до правильної частоти, вимірюючи число таких частинок, можна обчислити частотну помилку і використовувати її для коригування частоти кварцового генератора, вбудованого в механізм годинника.
Такий пристрій обходиться без лазерів, кріогенних температур або мікрохвиль. Це дозволяє позбутися громіздких частин. Тому, якщо земний атомний годинник такий же точності може бути розміром з холодильник, то DSAC такі ж маленькі, як тостер. У лабораторних випробуваннях вчені безперервно експлуатували DSAC протягом дев'яти місяців, спостерігаючи дрейф у стабільності годин, який відповідав помилці в 1 нс протягом 20 днів.
Для своїх космічних випробувань команда розмістила годинник на орбітальному випробувальному стенді космічного корабля General Atomics, який був запущений на низьку навколоземну орбіту в червні 2019 року ракетою SpaceX Falcon Heavy. Тепер вчені змогли отримати і обробити 12 місяців даних, Порівнюючи отримані дані з лабораторними тестами і супутниковими сигналами GPS дослідники визначили, що частота годин змінювалася всього на 3 ст.1 10 ‑ 14% в грош. Цей зсув частоти відповідає помилці в 1 нс протягом восьми днів, що вище стабільності інших космічних годин на порядок.
Про результати роботи повідомляє NASA.