Un ceas atomic de dimensiunea unui prăjitor de pâine care orbitează în jurul Pământului este de 25 de ori mai precis decât ceasurile spațiale existente și va fi testat în curând într-o misiune spre Venus. Ceasul foarte precis ar putea îmbunătăți navigarea în cadrul misiunilor spațiale îndepărtate.
Ceasurile atomice funcționează prin măsurarea radiației emise de electroni în timp ce aceștia trec de un nivel energetic mai scăzut pe unul mai ridicat. În prezent, aceste ceasuri sunt folosite în spațiu. Cu toate acestea, atomii se pot ciocni de pereții vasului în care acestea sunt încapsulate, afectându-se astfel precizia. Ceasul atomic spațial denumit Deep Space Atomic Clock (DSAC) rezolvă această problemă folosind drept cronometru ioni de mercur încărcați electric. Astfel, aceștia pot fi ținuți departe de peretele ceasului prin aplicarea unui câmp electromagnetic.
În anul 2019, compania NASA a lansat un DSAC pentru a testa stabilitatea și fiabilitatea acestuia pe orbită, pe termen lung. În prezent, oamenii de știință au publicat o serie de cercetări în cadrul cărora se arată faptul că acuratețea acestuia depășește cu mult orice alt ceas din spațiu. Eric Burt și colegii acestuia din cadrul Laboratorul de Propulsie cu Jet al companiei NASA din California au constatat faptul că după 23 de zile DSAC a avut în general o deviație de doar 4 nanosecunde. Ceasurile atomice aflate în prezent în spațiu, precum cele utilizate pe sateliții GPS, au o deviație de aproximativ 100 de nanosecunde în aceeași perioadă.
„Reducerea ratei de eroare este esențială pentru o navigare mai precisă. În prezent, multe misiuni spațiale navighează folosind ceasuri atomice de dimensiunea unei camere, care se află pe Pământ. Acestea sunt extrem de precise, dar consumă foarte multă energie, iar pe măsură ce o navă spațială călătorește mai departe de Pământ, transmiterea semnalelor durează din ce în ce mai mult”, a declarat Burt.
Între timp, ceasurile atomice actuale, care au fost miniaturizate pentru a fi utilizate în spațiu, sunt semnificativ mai puțin precise decât este necesar pentru a menține o navigație autonomă precisă. Un ceas mai precis, aflat la bordul unei nave spațiale, ar permite calcularea traiectoriei navei în mod autonom, astfel evitându-se transmiterea de date de pe Pământ.
DSAC va fi inclus în misiunea VERITAS a companiei NASA, care vizează o călătorie către Venus. Nava spațială va include propriul cronometru, bazat pe un ceas de cuarț standard, dar și un DSAC, utilizat ca banc de testare pentru misiunile viitoare. De asemenea, echipa de cercetare lucrează la o versiune a ceasului atomic care ar putea înlocui ceasurile mai puțin exacte montate în prezent pe sateliții GPS.