Explicado: ¿Cuál es el reloj atómico del espacio profundo que puede mejorar los viajes espaciales futuros?

En un esfuerzo por mejorar la navegación para los investigadores robóticos y las operaciones de los satélites GPS, las misiones del reloj atómico del espacio profundo han alcanzado un hito importante. Los científicos ahora han podido estabilizar el reloj en el espacio, alcanzando más de 10 veces la estabilidad de los relojes atómicos espaciales actuales en los satélites GPS.

Los científicos dicen que los relojes atómicos son esenciales para la exploración espacial en profundidad y los sistemas satelitales de navegación global. Ahora han mejorado las capacidades de los relojes atómicos espaciales.

El progreso se informó en un documento. Publicado en la revista NatureAunque los relojes atómicos espaciales con baja inestabilidad son una tecnología para la navegación global, todavía no se utilizan para la navegación en el espacio profundo. Hasta ahora, solo han tenido un uso limitado debido a las limitaciones de rendimiento impuestas por la austeridad de la operación espacial.

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¿Qué es el reloj atómico?

Los relojes atómicos se utilizan para medir la distancia entre dos objetos en el espacio midiendo las frecuencias de luz más constantes y precisas emitidas por átomos específicos. Estos relojes han sido ultraestables durante décadas, sin embargo, su diseño es muy voluminoso, consume mucha energía y es sensible a las variaciones ambientales. Debido a su enorme naturaleza, deben suprimirse para los viajes espaciales y la exploración espacial en profundidad.

El reloj atómico del espacio profundo es una mejora radical Relojes atómicos basados ​​en satélites Habilita GPS en nuestros teléfonos. Esta nueva tecnología puede cambiar la navegación de las naves espaciales en largas distancias. Lugares como marte Más autónomo. Los relojes atómicos, que utilizan satélites GPS internos que orbitan la tierra, requieren actualizaciones dos veces al día para corregir el deslizamiento natural de los relojes de los relojes atómicos subterráneos.

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Los relojes se utilizan para determinar la ubicación y el título de una nave espacial de la Tierra. Los navegantes envían una señal a la nave espacial y luego la envían de regreso a la Tierra. El tiempo necesario para que la señal haga ese viaje de ida y vuelta revela la distancia de la nave espacial a la Tierra.

Según la NASA, al enviar estas múltiples señales, los navegantes calculan la órbita y el objetivo de una nave espacial, y en un esfuerzo por conocer la posición de la nave espacial dentro de un metro, los navegantes necesitan relojes con una resolución de tiempo precisa, relojes que pueden medir miles de millones por segundo. .

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«Como regla general, la incertidumbre de un nanosegundo equivale aproximadamente a un pie de incertidumbre distante», dijo el Laboratorio de Impulso Conjunto (JBL), citando al físico del reloj atómico Eric Burt.

Estos relojes han sido ultraestables durante décadas, sin embargo, su diseño es muy voluminoso, consume mucha energía y es sensible a las variaciones ambientales. (Foto: SpaceX)

¿Por qué es importante la estabilidad para las partículas atómicas?

Actualmente, los ingenieros utilizan relojes atómicos del tamaño de un refrigerador a nivel del suelo para registrar el tiempo de esas señales. Sin embargo, para los robots o los lugares más distantes de Marte, esperar señales para viajar puede sumar rápidamente hasta diez minutos u horas. Este retraso de tiempo podría reducirse significativamente si la nave espacial pudiera llevar relojes atómicos y calcular su propia posición y dirección. Por tanto, su estabilidad es muy importante.

«La estabilidad y el tiempo de seguimiento informado en el nuevo documento es cinco veces mejor que lo que anunció el equipo en 2020. No indica el progreso del reloj, sino la consistencia del reloj en la escala del equipo», dijo JBL.

El trabajo en el reloj atómico del espacio profundo, que ha estado operando en la nave espacial del banco de pruebas atómicas generales desde junio de 2019, se completará en agosto. La NASA ha anunciado que el Deep Space Atomic Clock-2, una versión avanzada de un sofisticado control de tiempo, volará a Venus en la misión Veritas recientemente anunciada.