Aatomkellad sügavale ruumis läbivad kosmoseaparaadis orbitaalsed katsetused
Kosmoses on navigeerimiseks oluline täpne ajastus. Paljudel kosmoseaparaatidel ei ole pardal täpseid kellasid. 20 aastat on NASA Jet Propulsion Laboratory (Pasadena, California) jätkuvalt parandanud kellasid. See on aatomkell sügavale kosmosele (Deep Space Atomic Clock - DSAC).
Enamik missioone peavad toetuma maapealsetele antennidele koos aatomkellaga. Maapealsed antennid saadavad kosmoselaevale kitsalt fokusseeritud signaale ja ootavad, et see tagasi pöörduks. Laeva asukoha, kiiruse ja tee arvutamiseks kasutab NASA väljumise ja saabumise vahelist ajavahe.
See on usaldusväärne meetod, kuid selle tõhusust saab oluliselt parandada. Näiteks peab jaam ootama signaali tagasipöördumist, nii et see suudab laeva korraga jälgida. Ka kosmoseaparaat on sunnitud ootama, kuni signaal jõuab, ja ei saa iseseisvalt kohapeal otsustada.
Sügavas ruumis navigeerimiseks tuleb mõõta suuri kaugusi ühe meetri ja väiksema täpsusega. Raadiosignaalid liiguvad valguse kiirusel, nii et peate keskenduma nanosekunditele. Aatomkellad hakkavad seda ülesannet regulaarselt Maal toime tulema. Nüüd DSACi abil läheme kosmosesse. Projekti DSAC eesmärk on anda tulevastele NASA missioonidele täpne ajakulu. Uue tehnoloogia abil ei pea kosmoselaev keskenduma kahesuunalisele jälgimisele, mis suurendab oluliselt tõhusust ja autonoomiat. Lisaks võimaldab innovatsioon maapealsetel jaamadel korraga jälgida mitut satelliiti, nagu näiteks Mars, ülerahvastatud alade lähedal.
DSAC on elavhõbeda ioonide lõksu tehnoloogial põhinevate väikeste, madala massiga aatomkellade täiustatud prototüüp. Maapealsetes jaamades on aatomkellad sarnased külmikuga. DSAC saavutab röstri parameetrid ja võib tulevikus omandada väiksema kuju.
Orbiidil võib DSAC kasutada USA GPS-i navigatsioonisignaale. Demonstreerimine peaks kinnitama, et kell näitab päeva täpsust kuni kahe nanosekundi võrra. Edu korral saavad tulevased missioonid uut tehnoloogiat kasutada. Maapinnal tehtavad testid näitavad, et DSAC on 50 korda stabiilsem kui tänapäeva aatomkellad GPS-is.
