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Reloj atómico del espacio profundo

El Reloj Atómico del Espacio Profundo ( DSAC ) era un reloj atómico de iones de mercurio miniaturizado y ultrapreciso para la navegación por radio precisa en el espacio profundo. El DSAC fue diseñado para ser órdenes de magnitud más estable que los relojes de navegación existentes, con una deriva de no más de 1 nanosegundo en 10 días. [3] Se espera que un DSAC no incurra en más de 1 microsegundo de error en 10 años de operaciones. [4] Se espera que los datos del DSAC mejoren la precisión de la navegación en el espacio profundo y permitan un uso más eficiente de las redes de seguimiento. El proyecto fue administrado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y se implementó como parte de la misión del Programa de Pruebas Espaciales 2 (STP-2) de la Fuerza Aérea de los EE. UU . a bordo de un cohete Falcon Heavy de SpaceX el 25 de junio de 2019. [2]

El Reloj Atómico del Espacio Profundo se activó el 23 de agosto de 2019. [5] Tras una extensión de la misión en junio de 2020, [6] el DSAC se desactivó el 18 de septiembre de 2021 después de dos años en funcionamiento. [7]

Descripción general

Los relojes atómicos terrestres actuales son fundamentales para la navegación en el espacio profundo; sin embargo, son demasiado grandes para volar en el espacio. Esto da como resultado que los datos de seguimiento se recopilen y procesen aquí en la Tierra (un enlace bidireccional) para la mayoría de las aplicaciones de navegación en el espacio profundo. [4] El Reloj Atómico del Espacio Profundo (DSAC) es un reloj atómico de iones de mercurio miniaturizado y estable que es tan estable como un reloj terrestre. [4] La tecnología podría permitir la navegación por radio autónoma para eventos críticos en el tiempo de la nave espacial, como la inserción en órbita o el aterrizaje, lo que promete nuevos ahorros en los costos de operaciones de la misión. [3] Se espera que mejore la precisión de la navegación en el espacio profundo, permita un uso más eficiente de las redes de seguimiento y produzca una reducción significativa en las operaciones de apoyo en tierra. [3] [8]

Sus aplicaciones en el espacio profundo incluyen: [4]

Principio y desarrollo

Durante más de 20 años, los ingenieros del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA han estado mejorando y miniaturizando constantemente el reloj atómico con trampa de iones de mercurio. [3] La tecnología DSAC utiliza la propiedad de la frecuencia de transición hiperfina de los iones de mercurio a 40,50 GHz para "dirigir" eficazmente la salida de frecuencia de un oscilador de cuarzo a un valor casi constante. DSAC logra esto confinando los iones de mercurio con campos eléctricos en una trampa y protegiéndolos mediante la aplicación de campos magnéticos y blindaje. [4] [9]

Su desarrollo incluye un vuelo de prueba en órbita terrestre baja , [10] mientras utiliza señales GPS para demostrar la determinación precisa de la órbita y confirmar su desempeño en navegación por radio .

El Reloj Atómico del Espacio Profundo-2, una versión mejorada del DSAC, volará en la misión VERITAS a Venus en 2028. [11]

Despliegue

La unidad de vuelo está alojada, junto con otras cuatro cargas útiles, en el satélite Orbital Test Bed, proporcionado por General Atomics Electromagnetic Systems , utilizando el bus satelital Swift. [12] [13] Se desplegó como una nave espacial secundaria durante la misión del Programa de Pruebas Espaciales 2 (STP-2) de la Fuerza Aérea de EE. UU. a bordo de un cohete SpaceX Falcon Heavy el 25 de junio de 2019. [2]

Referencias

  1. ^ "Reloj atómico del espacio profundo (DSAC)". Dirección de Misiones de Tecnología Espacial de la NASA. 20 de mayo de 2015. Consultado el 10 de diciembre de 2018 . Dominio públicoEste artículo incorpora texto de esta fuente, que se encuentra en el dominio público .
  2. ^ abc Sempsrott, Danielle (25 de junio de 2019). «Se despliega el reloj atómico del espacio profundo de la NASA». NASA . Consultado el 29 de junio de 2020 . Dominio públicoEste artículo incorpora texto de esta fuente, que se encuentra en el dominio público .
  3. ^ abcd Boen, Brooke (16 de enero de 2015). «Reloj atómico del espacio profundo (DSAC)». NASA/ JPL -Caltech. Archivado desde el original el 11 de noviembre de 2020. Consultado el 28 de octubre de 2015 . Dominio públicoEste artículo incorpora texto de esta fuente, que se encuentra en el dominio público .
  4. ^ abcde «Reloj atómico del espacio profundo» (PDF) . NASA. 2014. Consultado el 27 de octubre de 2015 . Dominio públicoEste artículo incorpora texto de esta fuente, que se encuentra en el dominio público .
  5. ^ Samuelson, Anelle (26 de agosto de 2019). «La NASA activa el reloj atómico del espacio profundo». NASA . Consultado el 26 de agosto de 2019 . Dominio públicoEste artículo incorpora texto de esta fuente, que se encuentra en el dominio público .
  6. ^ "La NASA extiende la misión del reloj atómico al espacio profundo". NASA/JPL-Caltech. 24 de junio de 2020. Consultado el 29 de junio de 2020 . Dominio públicoEste artículo incorpora texto de esta fuente, que se encuentra en el dominio público .
  7. ^ O'Neill, Ian J. (5 de octubre de 2021). "Trabajando horas extras: el reloj atómico del espacio profundo de la NASA completa su misión". NASA . Consultado el 5 de octubre de 2021 .
  8. ^ "La NASA probará un reloj atómico para que las misiones espaciales sean puntuales". Gizmag. 30 de abril de 2015. Consultado el 28 de octubre de 2015 .
  9. ^ "DSAC (Reloj atómico del espacio profundo)". NASA . Recursos de observación de la Tierra. 2014. Archivado desde el original el 17 de agosto de 2020 . Consultado el 28 de octubre de 2015 . Dominio públicoEste artículo incorpora texto de esta fuente, que se encuentra en el dominio público .
  10. ^ David, Leonard (13 de abril de 2016). "Navegación espacial impulsada por combustible 'verde' se lanzará en 2017". Space.com . Consultado el 15 de abril de 2016 .
  11. ^ "El reloj atómico del espacio profundo avanza hacia una mayor autonomía de las naves espaciales". JPL . NASA . 30 de junio de 2021 . Consultado el 19 de julio de 2021 .
  12. ^ General Atomics completa las pruebas de preparación para el lanzamiento de su satélite de prueba orbital. General Atomics Electromagnetic Systems, comunicado de prensa del 3 de abril de 2018.
  13. ^ OTB: La misión Archivado el 19 de septiembre de 2018 en Wayback Machine . Surrey Satellite Technology. Consultado el 10 de diciembre de 2018.

Enlaces externos