NASA’nın Derin Uzay Atomik Saati Görevini Tamamlıyor

NASA’nın Uzay aracı navigasyonunu iyileştirmeye yönelik uzay atomik saati  planlanandan çok daha uzun süre çalıştı ve uzaydaki atom saatleri için kararlılık rekorunu kırdı.

İki yıldan fazla bir süredir, NASA’nın Derin Uzay Atomik Saati, uzayda zaman işleyişi sınırlarını zorluyor. Derin Uzay Atomik Saati  18 Eylül 2021’de görevi başarıyla sona erdi. Cihaz, 25 Haziran 2019’da Savunma Bakanlığı Uzay Test Programı 2 görevinde başlatılan General Atomics’in Orbital Test Bed uzay aracında bulunuyordu. Cihazın amacı: derin uzayda uzay aracı navigasyonunu iyileştirmek için yerleşik bir atom saati kullanmanın fizibilitesini test etmek idi.

Mevcut durumda, uzay araçları yer tabanlı atomik saatlere güveniyor. Bir uzay aracının Ay’ın ötesine geçerken yörüngesini ölçmek için denizciler bu sinyallerin ne zaman gönderilip alındığını tam olarak izlemek için bu zaman tutucuları kullanır. Navigatörler, radyo sinyallerinin ışık hızında (saniyede yaklaşık 186.000 mil veya saniyede 300.000 kilometre) hareket ettiğini bildiklerinden, uzay aracının kesin mesafesini, hızını ve seyahat yönünü hesaplamak için bu zaman ölçümlerini kullanabilirler. Ancak bir uzay aracı Dünya’dan ne kadar uzaksa, sinyalleri göndermek ve almak o kadar uzun sürer - birkaç dakikadan birkaç saate kadar - bu hesaplamaları önemli ölçüde geciktirir. Bir navigasyon sistemi ile eşleştirilmiş yerleşik bir atom saati ile uzay aracı, nerede olduğunu ve nereye gittiğini hemen hesaplayabilir. NASA’nın Güney Kaliforniya’daki Jet Propulsion Laboratuvarı tarafından inşa edilen Deep Space Atomic Clock, her iki tarafta yaklaşık 10 inç (25 santimetre) olan küçük bir kutuya yerleştirilmiş ultra hassas, cıva iyonlu bir atomik saattir - kabaca bir tost makinesi boyutundadır.

Fırlatmanın zorluklarına ve uzayın soğuk, yüksek radyasyonlu ortamından zaman işleyişi performansı düşmeden hayatta kalmak için tasarlanan Deep Space Atomic Clock, teknolojik ilkleri gerçekleştirmeyi ve kritik bilgi boşluklarını doldurmayı amaçlayan bir teknoloji gösterimidir.

NASA, Dünya yörüngesindeki bir yıllık birincil görevini tamamladıktan sonra cihazın kararlılığı nedeniyle daha fazla veri toplama misyonunu genişletti. Ancak, cihaz 18 Eylül’de teknik olarak  kapatılmadan önce, görevinin son günlerinde mümkün olduğunca fazla veri çıkarmak için fazla mesai yaptı.

Öncü cihazdan elde edilen veriler, 2028 yılına kadar fırlatıldığında NASA›nın Venüs Emisivite, Radyo Bilimi, InSAR, Topografi ve Spektroskopi (VERITAS) uzay aracıyla Venüs’e seyahat edecek bir teknoloji demosu olan Deep Space Atomic Clock-2’nin geliştirilmesine yardımcı olacaktır.

Atomik saatler gezegendeki en kararlı zaman tutucular olsa da, saatlerin zamanında gerçek zamana göre çok küçük bir gecikmeye veya kaymaya neden olabilecek kararsızlıklara sahiptirler. Bu durum  konumlandırmada büyük hatalara yol açabilir. Bir saniyenin kesirleri, Mars’a güvenli bir şekilde varmakla gezegeni tamamen kaçırmak arasındaki fark anlamına gelebilir.

Güncellemeler, bu sapmaları düzeltmek için Dünya’dan uzay aracına ışınlanabilir. Örneğin Küresel Konumlandırma Sistemi (GPS) uyduları, A noktasından B noktasına gitmemize yardımcı olacak atom saatleri taşır. Zamanı doğru tuttuklarından emin olmak için, güncellemelerin sık sık saatlere  yerden iletilmesi gerekir. Ancak, derin uzaydaki bir atom saatine Dünya’dan sık sık güncellemeler göndermek zorunda kalmak pratik olmayacaktır. Bu nedenle, derin uzayı keşfeden bir uzay aracındaki bir atom saatinin, hareket halindeyken mümkün olduğunca kararlı olması ve güncellenmesi için Dünya’ya daha az bağımlı olması gerekir.

Yakın zamanda yapılan bir çalışmada, Deep Space Atomic Clock ekibi, 20 günden fazla bir çalışmadan sonra dört nanosaniyeden daha az bir sapma bildirdi.

Önceki modeli gibi, Deep Space Atomic Clock-2 de bir teknoloji demosu olacak, yani VERITAS hedeflerini gerçekleştirmek için ona bağlı olmayacak. Ancak bu sonraki yineleme daha küçük olacak, daha az güç kullanacak ve VERITAS gibi çok yıllı bir görevi desteklemek üzere tasarlanacak.

Deep Space Atomic Clock, Colorado, Englewood’daki General Atomics Electromagnetic Systems tarafından sağlanan bir uzay aracında barındırılıyor. NASA’nın Huntsville, Alabama’daki Marshall Uzay Uçuş Merkezi’nde bulunan STMD’nin Teknoloji Gösteri Görevleri programı ve NASA’nın İnsan Keşif ve Operasyon Görev Müdürlüğü bünyesinde SCaN tarafından desteklenmektedir. JPL projeyi yönetmektedir.

Emniyetli günler dileği ile…

Referanslar: NASA Space tech web sayfası