Атомные часы глубокого космоса - Deep Space Atomic Clock
 Миниатюрные атомные часы Deep Space были разработаны для точной радионавигации в реальном времени в глубоком космосе.
| |
| Тип миссии | Навигационные средства в глубоком космосе, гравитации и оккультиции. |
|---|---|
| Оператор | Лаборатория реактивного движения / НАСА |
| COSPAR ID | 2019-036C |
| SATCAT нет. | 44341 |
| Веб-сайт | www |
| Продолжительность миссии | Планируется: 1 год. Финал: 2 года и 26 дней. |
| Свойства космического корабля | |
| Космический корабль | Орбитальный испытательный стенд (OTB) |
| Производитель | Электромагнитные системы General Atomics |
| Масса полезной нагрузки | 17,5 кг |
| Габаритные размеры | 29 × 26 × 23 см (11 × 10 × 9 дюймов) |
| Власть | 44 Вт |
| Начало миссии | |
| Дата запуска | 25 июня 2019, 06:30:00 UTC |
| Ракета | Falcon Heavy |
| Запустить сайт | КСК , LC-39A |
| Подрядчик | SpaceX |
| Поступил в сервис | 23 августа 2019 г. |
| Конец миссии | |
| Утилизация | Деактивировано |
| Деактивировано | 18 сентября 2021 г. |
| Параметры орбиты | |
| Справочная система | Геоцентрическая орбита |
| Режим | Низкая околоземная орбита |
| Эпоха | 25 июн 2019 |
Deep Space Atomic Clock ( DSAC ) была миниатюрной, ультраточный ртуть-ион атомные часы для точного радионавигации в глубоком космосе. DSAC был разработан так, чтобы быть на несколько порядков более стабильным, чем существующие навигационные часы, с дрейфом не более 1 наносекунды за 10 дней. Ожидается, что в DSAC за 10 лет эксплуатации произойдет ошибка не более 1 микросекунды . Ожидается, что данные из DSAC улучшат точность навигации в дальнем космосе и позволят более эффективно использовать сети слежения. Проект управляется НАСА Лаборатории реактивного движения и была развернута как часть ВВС США «s Тестовая программа Space 2 (STP-2) миссии на борту SpaceX Falcon Heavy ракеты на 25 июня 2019 года.
Атомные часы Deep Space были активированы 23 августа 2019 года. После продления миссии в июне 2020 года DSAC был деактивирован 18 сентября 2021 года после двух лет работы.
Обзор
Современные наземные атомные часы имеют фундаментальное значение для навигации в дальнем космосе; однако они слишком велики, чтобы летать в космосе. Это приводит к тому, что данные отслеживания собираются и обрабатываются здесь, на Земле (двусторонняя связь) для большинства приложений навигации в дальнем космосе. Атомные часы Deep Space (DSAC) - это миниатюрные и стабильные атомные часы с ионами ртути, которые так же стабильны, как и наземные часы. Эта технология может обеспечить автономную радионавигацию для критических по времени событий космического корабля, таких как выведение на орбиту или посадка, обещая новую экономию на эксплуатационных расходах. Ожидается, что это повысит точность навигации в дальнем космосе, позволит более эффективно использовать сети слежения и приведет к значительному сокращению операций наземной поддержки.
Его приложения в дальнем космосе включают:
- Одновременно отслеживайте два космических корабля по нисходящей линии связи с Deep Space Network (DSN).
- Повысьте точность данных отслеживания на порядок, используя возможность отслеживания нисходящей линии связи в Ka-диапазоне .
- Снижение погодной чувствительности Ka-диапазона (по сравнению с двусторонним X-диапазоном ) за счет возможности переключения с приемной антенны, подверженной влиянию погодных условий, на антенну в другом месте без перебоев в отслеживании.
- Отслеживайте больше, используя весь период обзора космического корабля с помощью наземной антенны. На Юпитере это дает увеличение трекинга на 10–15%; на Сатурне он возрастает до 15–25%, причем процент увеличивается по мере удаления космического корабля.
- Совершайте новые открытия с помощью радиотехнического прибора, поддерживающего Ka-диапазон, с 10-кратным улучшением точности данных как для гравиметрических, так и для оккультационных наук, а также предоставляйте больше данных благодаря гибкости работы с односторонним отслеживанием.
- Исследуйте дальний космос как ключевой элемент автономной навигационной системы в реальном времени, которая отслеживает односторонние радиосигналы по восходящей линии связи и, в сочетании с оптической навигацией , обеспечивает надежную абсолютную и относительную навигацию.
- Фундаментально для исследователей, которым необходимы навигационные данные в реальном времени.
Принцип и развитие
Более 20 лет инженеры Лаборатории реактивного движения НАСА неуклонно совершенствовали и миниатюризировали атомные часы с ртутной ионной ловушкой. Технология DSAC использует свойство сверхтонкой переходной частоты ионов ртути на уровне 40,50 ГГц, чтобы эффективно «направлять» выходную частоту кварцевого генератора на почти постоянное значение. DSAC делает это, удерживая ионы ртути электрическими полями в ловушке и защищая их с помощью магнитных полей и экранирования.
Его разработка включает в себя испытательный полет на низкой околоземной орбите с использованием сигналов GPS для демонстрации точного определения орбиты и подтверждения его эффективности в радионавигации .
Deep Space Atomic Clock-2, улучшенная версия DSAC, полетит в рамках миссии VERITAS к Венере в 2028 году.
Развертывание
Летательный аппарат размещается - вместе с другими четырьмя полезными грузами - на спутнике Orbital Test Bed , предоставленном General Atomics Electromagnetic Systems , с использованием спутниковой шины Swift. Он был развернут в качестве вспомогательного космического корабля во время миссии Space Test Program 2 (STP-2) ВВС США на борту ракеты SpaceX Falcon Heavy 25 июня 2019 года.