Vova Krasen
0 
795
161
Een ultraprecieze atoomklok ter grootte van een broodrooster met vier plakjes is ingesteld om deze zomer de ruimte in te ritsen, zei NASA.
Dit is niet uw gemiddelde tijdwaarnemer. De zogenaamde Deep Space Atomic Clock (DSAC) is veel kleiner dan aardgebonden atoomklokken, veel nauwkeuriger dan het handjevol andere ruimtegebonden atoomklokken, en beter bestand tegen de spanningen van ruimtevaart dan enige klok ooit gemaakt. Volgens een NASA-verklaring wordt verwacht dat het in de loop van een dag niet meer dan 2 nanoseconden (2 miljardste van een seconde) verliest. Dat komt neer op ongeveer 7 miljoenste van een seconde in de loop van een decennium. [5 van de meest nauwkeurige klokken ooit gemaakt]
In een e-mail aan Andrew Good, een vertegenwoordiger van Jet Propulsion Laboratory, zei de eerste DSAC mee te liften op de tweede Falcon Heavy-lancering, gepland voor juni. [5 alledaagse dingen die radioactief zijn]
Atoomklokken zijn de krachtigste tijdmeters die mensen ooit hebben gebouwd. In grote lijnen werken ze door atomen te observeren waarvan bekend is dat ze bepaalde dingen doen - zoals licht uitzenden - extreem regelmatig en snel, en vervolgens tellen ze hoe vaak die atomen die dingen doen. De krachtigste atoomklokken op aarde kunnen miljarden jaren meegaan zonder een seconde te verliezen.
En heel precies de tijd meten is een groot probleem. Allerlei wetenschappelijke experimenten zijn gebaseerd op het foutloos meten van fracties van seconden. Het satellietnetwerk van het Global Positioning System (GPS) zou niet werken zonder nauwkeurige metingen van de tijd die radiosignalen nodig hebben om rond te stuiteren. En ruimtevaartuigen buiten de baan om de aarde vertrouwen op aardgebonden atoomklokken en radiosignalen om hun locatie in de ruimte nauwkeurig te bepalen en koersaanpassingen te maken.
Elke deep-space-missie die koerscorrecties uitvoert, moet signalen naar grondstations op aarde sturen. Die grondstations vertrouwen op atoomklokken om te meten hoe lang het duurde voordat die signalen arriveerden, waardoor ze de positie van het ruimtevaartuig tot op de meter in het enorme vacuüm kunnen bepalen. Ze sturen vervolgens signalen terug en vertellen het vaartuig waar ze zijn en waar ze heen moeten.
Dat is een omslachtig proces en het betekent dat een bepaald grondstation slechts één ruimtevaartuig tegelijk kan ondersteunen. Het doel van DSAC, volgens een NASA-factsheet, is om ruimtevaartuigen in staat te stellen nauwkeurige timingmetingen uit te voeren aan boord van een ruimtevaartuig, zonder te wachten op informatie van de aarde.
Een met DSAC uitgerust ruimtevaartuig zou volgens de verklaring van NASA de tijd kunnen berekenen zonder te wachten op metingen vanaf de aarde - waardoor het koersaanpassingen kan maken of wetenschappelijke precisie-experimenten kan uitvoeren zonder te pauzeren om zijn antennes naar de aarde te draaien en te wachten op een antwoord.
De DSAC vertrouwt op een relatief nieuwe atoomkloktechnologie, voor het eerst beschreven in een paper gepubliceerd in 2006, die het gedrag meet van een enkel gevangen, met een laser gekoeld kwikion. Dat ion 'tikt' veel sneller dan de cesiumatomen in oudere atoomklokken, zoals degenen die jarenlang de officiële Amerikaanse tijd hebben geleid, of degenen aan boord van GPS-satellieten.
De versie die voor de DSAC wordt gebruikt, is ook zo ontworpen dat de klok geen tijd verliest onder de spanningen van de G-krachten van de lancering of de diepe kou van de ruimte, en ook om heel weinig stroom te trekken. En de grootte van de broodrooster is niet de limiet, zoals NASA ook schreef in zijn verklaring dat de klok verder kan worden verkleind voor toekomstige missies.
Eenmaal gelanceerd, zal de test-DSAC ongeveer een jaar in een baan om de aarde draaien om zijn prestaties te testen. Onderweg schreef NASA, naast het gebruik voor deep-space-missies, dat de technologie kan worden gebruikt om het GPS-systeem te verbeteren.