NASA가 원자 시계를 딥 스페이스로 보내고있다

Jun 08 2019
이 획기적인 시계가 우주 여행에 혁명을 일으킬까요? NASA는 그것에 돈을 쓰고 있습니다.
이 애니메이션은 인간이 태양계를 탐색하는 방식을 바꿀 NASA에서 테스트중인 새로운 기술인 Deep Space Atomic Clock을 보여줍니다. NASA

6 월 22 일 토요일, SpaceX는 플로리다 케이프 커 내버 럴에있는 케네디 우주 센터에서 Falcon Heavy Rocket 을 발사 할 계획 입니다. 재사용 가능한 항공기는 두 번의 성공적인 비행에서 나옵니다. 2018 년 초 첫 출시, 2019 년 4 월 위성 배송 여행.

세 번째 모험을 위해 Falcon Heavy는 귀중한화물을 우주로 운반합니다. 이번에는 약 24 개의 위성 이 타고 이동합니다. 그러나 로켓의 가장 흥미로운 승객은 궤도 테스트 베드 위성이어야합니다. 주요 페이로드는 DSAC ( Deep Space Atomic Clock) 라고하는 실험적인 토스터 크기의 기즈모 입니다. 일이 제대로 작동한다면 화성, 목성 및 그 너머로 향하는 미래의 임무가 훨씬 쉬워지고 비용도 낮아질 수 있습니다.

원자 시계 는 아 원자 입자가 원하는 주파수로 공명하도록 유지함으로써 작동하는 시간 측정 장치입니다. 이 프로세스를 사용하면 시계가 놀라운 정확도로 시간을 알 수 있습니다. 그것은 우리의 GPS 기술을 가능하게하는 수준의 정밀도입니다. GPS 수신기는 원자 시계를 사용하여 자체와 위성 위치 확인 위성 (자체 내장 원자 시계가 있음) 사이의 거리를 결정합니다. 이 정보를 통해 수신자는 사용자의 위치를 ​​정확히 파악할 수 있습니다.

마찬가지로 NASA는 원자 시계를 사용하여 인공 선박을 깊은 우주로 안내합니다 . 이는 달의 궤도 를 " 또는 그 너머 "에 있는 천체 지점으로 정의됩니다 .

첫째, 신호가 지상 기지국 에서 안테나를 통해 전송됩니다 . 이것을 수신하면 우주선은 리턴 신호를 발사합니다. 그리고 그것이 시간 표시가 들어오는 곳입니다. 표면 수준의 원자 시계는 과학자들에게 나가는 신호와 응답 메시지 사이에 얼마나 많은 시간이 경과했는지 정확하게 알려줍니다.

그런 다음 우주선의 속도, 궤적 및 위치를 결정하기 위해 계산이 이루어집니다. 한편, 선박 자체는 ​​지구에 묶인 팀의 항법 명령을 기다리면서 공회전해야합니다.

거리는 속도에 시간을 곱한 값과 같기 때문에 지상국과 우주선 사이의 거리는 전송이 그들 사이를 이동하는 데 걸리는 시간에 빛의 속도를 곱한 값입니다.

DSAC는 프로세스를 간소화하도록 설계되었습니다. 무게는 16kg (35 파운드)에 불과 하며 현재 심 우주 임무를 지시하는 데 사용되는 거대하고 접지 된 시계보다 훨씬 가볍 습니다. 사실, 그것은 위성이나 로켓에 들어갈만큼 충분히 작습니다.

따라서 장치가 작동하면 미래의 우주 비행사는 지구가 여행 지침을 보낼 때까지 엄지 손가락을 움직일 필요가 없습니다. 휴대용 원자 시계를 탑재하면 자신의 방위를 평가하고 더 빠른 결정을 내리고 어느 정도 자율성을 누릴 수 있습니다 .

지상국도 배치의 혜택을 볼 수 있습니다. 현재로서는 한 번에 하나의 우주선을 추적하는 것으로 제한되어 있지만 DSAC는 반환 신호가 필요하지 않습니다. 그러면 스테이션이 여러 선박을 동시에 추적 할 수 있습니다.

지구에서 수행 된 테스트에 따르면 수은 이온을 사용하여 시간을 알려주는 DSAC가 GPS 위성 에서 볼 수있는 어떤 원자 시계보다 훨씬 정확하고 안정적이라는 것을 발견했습니다 .

이제 과학계는이 장치가 Final Frontier에서 어떻게 작동하는지 알아 보려고합니다. 그러나 그들은 즉시 달을 지나서 그것을 쏘지는 않을 것입니다. Falcon Heavy가 이륙 한 후 DSAC는 엔지니어들이 진행 상황을 면밀히 관찰하면서 지구 궤도에서 1 년을 보낼 것입니다.

Todd Ely 박사 는 2018 년 NASA 성명에서 "우리는 DSAC를 사용하여 심 우주 탐색 및 과학을 개선 하려는 높은 목표를 가지고 있습니다." 라고 말했습니다 . 제트 추진 연구소 의 조사관 인 Ely는 "[GPS 시스템]의 가용성과 지속적인 성능을 보장하는 데 사용된다면 지구상의 모든 사람에게 실제적이고 즉각적인 영향을 미칠 수 있습니다."라고 덧붙였습니다.

지금 그것은 흥미 롭다

우주 비행사 Ron Evans가 Apollo 17 임무에서 착용 한 손목 시계는 2016 년 경매 에서 $ 245,000에 팔렸습니다 .