關于NASA的深空原子鐘，有五件事需要知道

 

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美國國家航空航天局將于6月22日向太空發射一項新技術，這項技術將改變我們駕駛宇宙飛船的方式，甚至改變我們將宇航員送往火星和其他地方的方式。深空原子鐘由美國宇航局位于加州帕薩迪納的噴氣推進實驗室建造，它是一項技術演示，將幫助航天器在深空自主導航。該儀器的體積不超過一個烤面包機烤箱，將在地球軌道上進行為期一年的測試，目標是為未來前往其他星球的任務做好準備。

 

以下是關于美國宇航局深空原子鐘需要了解的五個關鍵事實:

 

它的工作原理很像GPS

 

深空原子鐘是你每天用智能手機與之互動的原子鐘的兄弟姐妹。衛星上的原子鐘可以讓手機的GPS應用程序根據信號從衛星傳到手機的時間，計算出你在地球上的位置，從而讓你從A點到達B點。

 

但是航天器沒有GPS來幫助它們在深太空中找到方向;相反，導航團隊依靠地球上的原子鐘來確定位置數據。我們離地球越遠，這種交流就需要越長的時間。深空原子鐘是首個設計用于搭載航天器飛越地球軌道的原子鐘，極大地改善了這一過程。

 

它將幫助我們的宇宙飛船自主航行

 

今天，我們通過使用地球上巨大的天線向宇宙飛船發送信號，宇宙飛船再將這些信號發送回地球，從而在深空航行。地球上的原子鐘測量的是一個信號經過兩個方向所需要的時間。只有這樣，地球上的人類導航員才能使用大型天線來告訴宇宙飛船它在哪里，要去哪里。

 

如果我們想讓人類探索太陽系，我們需要一種更好、更快的方式讓宇宙飛船上的宇航員知道他們在哪里，理想情況下不需要向地球發送信號。航天器上的深空原子鐘可以讓它接收到來自地球的信號，并利用機載導航系統立即確定其位置。

 

 

2019年6月22日，技術人員將NASA的深空原子鐘集成到軌道測試床地球軌道衛星上，該衛星將由SpaceX獵鷹重型火箭發射。信貸:通用原子公司

它在九百萬年中只損失一秒鐘

 

任何原子鐘都必須精確到令人難以置信的程度，才能用于這種導航:一個時鐘差一秒鐘，就可能意味著降落在火星和錯過它之間的距離相差數英里。在地面測試中，深空原子鐘的穩定性是GPS衛星上原子鐘的50倍。如果這次任務能證明太空的穩定性，它將是宇宙中最精確的時鐘之一。

 

它使用汞離子來精確計時

 

你的手表和原子鐘以類似的方式計時:通過測量石英晶體的振動。電脈沖通過石英，使其穩定地振動。這種連續的振動就像落地鐘的鐘擺，滴答著走過了多少時間。但是手表在一定的時間內很容易偏離軌道幾秒鐘到幾分鐘。

 

原子鐘使用原子來幫助保持石英振動測量的高精度。一秒鐘的長度是由特定原子發出的光的頻率來測量的，而整個宇宙的原子發出的光的頻率是相同的。但目前時鐘中的原子對外部磁場和溫度變化很敏感。深空原子鐘使用的汞離子比通常在兩罐金槍魚罐頭中發現的汞離子還要少，而汞離子則包含在電磁陷阱中。使用一個內部裝置來控制離子使它們不那么容易受到外力的影響。

 

它將由SpaceX的獵鷹重型火箭發射

 

深空原子鐘將在軌道試驗臺衛星上飛行。軌道試驗臺衛星由SpaceX獵鷹重型火箭搭載，與來自政府、軍方和研究機構的大約24顆其他衛星一起發射。此次發射計劃于2019年6月22日下午8點30分(美國東部時間晚上11點30分)在美國宇航局位于佛羅里達州的肯尼迪航天中心進行，