来源： 时间：2022-07-17 15:35:05
NASA计划在航天器上的飞行中发送其新的深空原子钟，以测试该系统为未来的任务提供准确的机载计时的能力。在深空中，准确的计时对导航至关重要，但并非所有航天器上都装有精确的计时器。
20年来，美国国家航空航天局 (NASA) 的喷气推进实验室 (JpL) 一直在完善深空原子钟 (DSAC)，这是一种用于深空探索的仪器。大多数任务都依靠地面天线与原子钟配对进行导航。地面天线向航天器发送聚焦狭窄的信号，航天器返回信号。
NASA使用发送信号和接收响应之间的时间差来计算空间飞行器的位置，速度和路径。这种方法虽然可靠，但可以提高效率。例如，地面站必须等待航天器返回信号，因此一个站点一次只能跟踪一个航天器。
一个原子钟，GpS接收器和超稳定振荡器组成了深空原子钟有效载荷，并集成到萨里卫星美国轨道试验台航天器的中湾。DSAC的首席研究员JpL的Todd Ely说: “在深空中航行需要使用我们对无线电信号在太空中传播方式的了解来测量广阔的距离。”
“导航通常需要精确到1米或更好的距离测量。由于无线电信号以光速传播，这意味着我们需要以几纳秒的精度测量它们的飞行时间。”Ely说。“几十年来，原子钟在地面上经常这样做。在太空中这样做就是DSAC的全部目的，”他说。
DSAC项目旨在为未来的NASA任务提供准确的机载计时。使用这项新技术的航天器可以使用从地球发出的信号来计算位置，而无需返回信号并等待来自地面的命令，这一过程可能需要数小时。及时的位置数据和机载控制可实现更高效的操作，更精确的操作以及对意外情况的调整。
这种范式转换使航天器能够专注于任务目标，而不是调整其位置以将天线指向地球以关闭双向跟踪的链接。这项创新将使地面站能够在火星等拥挤的NASA科学任务区域附近一次跟踪多个卫星。
DSAC试飞将把这项技术从实验室带到太空环境。在轨道上，DSAC任务将使用来自美国GpS的导航信号以及对GpS卫星轨道和时钟的精确了解来确认DSAC的性能。该演示应确认DSAC可以在一天内将时间精度保持在两纳秒以上，目标是实现0.3纳秒精度。
一旦DSAC证明了该技术，未来的任务就可以使用其技术增强功能。时钟有望增加跟踪数据量并提高跟踪数据质量。将DSAC与机载无线电导航相结合可以确保未来的探索任务具有将人类送回月球并穿越太阳系所需的导航数据。
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