В субботу, 22 июня, SpaceX планирует запустить свою тяжелую ракету Falcon Heavy Rocket из Космического центра Кеннеди на мысе Канаверал, Флорида. Многоразовый корабль совершил два успешных полета; его первый запуск в начале 2018 года и запуск спутника в апреле 2019 года.
В своем третьем приключении Falcon Heavy доставит в космос ценный груз. На этот раз в полете участвуют около двух десятков спутников. Но самым интересным пассажиром ракеты должен быть спутник Orbital Test Bed. Его основной полезной нагрузкой является экспериментальная штуковина размером с тостер под названием Deep Space Atomic Clock (DSAC). Если все будет работать правильно, будущие миссии на Марс, Юпитер и дальше могут стать намного проще и дешевле.
Атомные часы - это устройства для измерения времени, которые работают, заставляя субатомные частицы резонировать на нужной частоте. Используя этот процесс, часы могут показывать время с невероятной точностью. Это уровень точности, который делает возможной нашу технологию GPS. Приемники GPS используют атомные часы для определения расстояния между собой и спутниками глобального позиционирования (у которых есть собственные встроенные атомные часы). Имея эту информацию, получатель может точно определить ваше местонахождение.
Аналогично, НАСА использует атомные часы, чтобы вести искусственные корабли через глубокий космос, который определяется как любая небесная точка, которая находится «на орбите Луны или за ней».
Сначала сигнал посылается вверх через антенны наземных станций. Получив это, космический корабль запускает ответный сигнал. И вот тут-то и вступает в игру хронометраж. Атомные часы на уровне поверхности точно сообщают ученым, сколько времени прошло между исходящим сигналом и его ответным сообщением.
Затем производятся расчеты для определения скорости корабля, траектории и местоположения. Между тем, само судно должно бездействовать, ожидая навигационных команд от наземной команды.
DSAC был разработан для упрощения процесса. При весе всего 35 фунтов (16 кг) они значительно легче массивных заземленных часов, которые в настоящее время используются для управления полетами в дальний космос. На самом деле, он достаточно мал, чтобы поместиться на спутнике или ракете.
Так что, если устройство заработает, будущим астронавтам не придется сидеть сложа руки, пока Земля не отправит инструкции по путешествию. Имея на борту портативные атомные часы, они могут оценивать собственные ориентиры, быстрее принимать решения и пользоваться некоторой степенью автономии.
Наземные станции также могут выиграть от такого соглашения. На данный момент они ограничены отслеживанием одного космического корабля за раз, но DSAC устранит необходимость в обратных сигналах. Это позволит станциям отслеживать несколько судов одновременно.
Испытания, проведенные здесь, на Земле, показали, что DSAC, который использует ионы ртути для определения времени, был намного более точным и стабильным, чем любые атомные часы, которые вы найдете на спутниках GPS.
Теперь научное сообщество смотрит, как устройство поведет себя на последнем рубеже. Но они не собираются стрелять сразу мимо луны. После того, как Falcon Heavy взлетит, DSAC проведет год на орбите Земли, пока инженеры внимательно следят за его продвижением.
«У нас есть высокие цели по улучшению навигации в дальнем космосе и науке с использованием DSAC», - сказал доктор Тодд Эли в заявлении НАСА от 2018 года. Исследователь Лаборатории реактивного движения Эли добавляет, что устройство «может оказать реальное и непосредственное влияние на всех жителей Земли, если оно будет использоваться для обеспечения доступности и непрерывной работы [систем GPS].»
Интересно
Наручные часы, которые астронавт Рон Эванс носил во время миссии «Аполлон-17», проданы на аукционе в 2016 году за 245 000 долларов.