Il Deep Space Atomic Clock è una nuova tecnologia testata dalla NASA che cambierà il modo in cui gli umani navigano nel sistema solare. Il preciso cronometrista dovrebbe essere lanciato dalla Florida il 22 giugno, 2019, a bordo di un razzo SpaceX Falcon Heavy. Credito:NASA/JPL-Caltech
Il 22 giugno la NASA invierà una nuova tecnologia nello spazio che cambierà il modo in cui navighiamo nella nostra navicella spaziale, anche il modo in cui inviamo gli astronauti su Marte e oltre. Costruito dal Jet Propulsion Laboratory della NASA a Pasadena, California, il Deep Space Atomic Clock è una dimostrazione tecnologica che aiuterà i veicoli spaziali a navigare autonomamente nello spazio profondo. Non più grande di un tostapane, lo strumento sarà testato in orbita terrestre per un anno, con l'obiettivo di essere pronti per future missioni in altri mondi.
Ecco cinque fatti chiave da sapere sull'orologio atomico dello spazio profondo della NASA:
Funziona molto come il GPS
L'orologio atomico dello spazio profondo è un fratello degli orologi atomici con cui interagisci ogni giorno sul tuo smartphone. Gli orologi atomici a bordo dei satelliti consentono all'applicazione GPS del tuo telefono di portarti dal punto A al punto B calcolando dove ti trovi sulla Terra, in base al tempo impiegato dal segnale per viaggiare dal satellite al telefono.
Ma le navicelle spaziali non hanno il GPS per aiutarle a trovare la strada nello spazio profondo; Invece, i team di navigazione si affidano agli orologi atomici sulla Terra per determinare i dati sulla posizione. Più ci allontaniamo dalla Terra, più tempo impiega questa comunicazione. Il Deep Space Atomic Clock è il primo orologio atomico progettato per volare a bordo di un veicolo spaziale che va oltre l'orbita terrestre, migliorando drasticamente il processo.
Aiuterà la nostra navicella a navigare autonomamente
Oggi, navighiamo nello spazio profondo utilizzando antenne giganti sulla Terra per inviare segnali a veicoli spaziali, che poi rimandano quei segnali sulla Terra. Gli orologi atomici sulla Terra misurano il tempo impiegato da un segnale per compiere questo viaggio a doppio senso. Solo allora i navigatori umani sulla Terra potranno usare grandi antenne per dire alla navicella dove si trova e dove andare.
Se vogliamo che gli umani esplorino il sistema solare, abbiamo bisogno di una migliore, modo più veloce per gli astronauti a bordo di un veicolo spaziale per sapere dove si trovano, idealmente senza bisogno di inviare segnali alla Terra. Un orologio atomico dello spazio profondo su un veicolo spaziale gli consentirebbe di ricevere un segnale dalla Terra e di determinare immediatamente la sua posizione utilizzando un sistema di navigazione di bordo.
I tecnici integrano l'orologio atomico dello spazio profondo della NASA nel satellite orbitante del banco di prova orbitale, che verrà lanciato su un razzo SpaceX Falcon Heavy, il 22 giugno, 2019. Credito:General Atomics
Perde solo un secondo in 9 milioni di anni
Qualsiasi orologio atomico deve essere incredibilmente preciso per essere utilizzato per questo tipo di navigazione:un orologio che si discosta anche di un solo secondo potrebbe significare la differenza tra atterrare su Marte e mancarlo di miglia. Nelle prove a terra, il Deep Space Atomic Clock si è dimostrato fino a 50 volte più stabile degli orologi atomici sui satelliti GPS. Se la missione può dimostrare questa stabilità nello spazio, sarà uno degli orologi più precisi dell'universo.
Mantiene l'ora precisa grazie agli ioni di mercurio
Il tuo orologio da polso e gli orologi atomici tengono il tempo in modo simile:misurando le vibrazioni di un cristallo di quarzo. Un impulso elettrico viene inviato attraverso il quarzo in modo che vibri costantemente. Questa vibrazione continua agisce come il pendolo di un orologio a pendolo, spuntando quanto tempo è passato. Ma un orologio da polso può facilmente andare fuori pista da secondi a minuti in un determinato periodo.
Un orologio atomico utilizza gli atomi per aiutare a mantenere un'elevata precisione nelle misurazioni delle vibrazioni del quarzo. La lunghezza di un secondo è misurata dalla frequenza della luce rilasciata da atomi specifici, che è lo stesso in tutto l'universo. Ma gli atomi negli orologi attuali possono essere sensibili ai campi magnetici esterni e ai cambiamenti di temperatura. L'orologio atomico dello spazio profondo utilizza ioni di mercurio, meno della quantità che si trova tipicamente in due scatolette di tonno, che sono contenuti nelle trappole elettromagnetiche. L'uso di un dispositivo interno per controllare gli ioni li rende meno vulnerabili alle forze esterne.
Verrà lanciato su un razzo SpaceX Falcon Heavy
L'orologio atomico dello spazio profondo volerà sul satellite Orbital Test Bed, che viene lanciato sul razzo SpaceX Falcon Heavy con circa due dozzine di altri satelliti del governo, istituzioni militari e di ricerca. Il lancio è previsto per il 22 giugno, 2019, alle 20:30 PDT (23:30 EDT) dal Kennedy Space Center della NASA in Florida e sarà trasmesso in live streaming su www.nasa.gov/live.
