美國(guó)宇航局將于今天(6月24日)在獵鷹重型飛船上發(fā)射一個(gè)令人難以置信的新原子鐘。這項(xiàng)技術(shù)演示任務(wù)可能會(huì)改變?nèi)祟愄剿魈盏姆绞健?

NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的“深空原子鐘”是對(duì)太空的升級(jí)，是對(duì)我們?cè)诘厍蛏鲜褂玫脑隅姾鸵呀?jīng)在提供GPS的衛(wèi)星上飛行的時(shí)鐘的升級(jí)。

美國(guó)宇航局在一份聲明中說(shuō)，理想情況下，新的原子鐘將使航天器在導(dǎo)航到太空中的遙遠(yuǎn)物體時(shí)更加自主(例如，在火星之旅中)?？茖W(xué)家們希望，深空原子鐘獲得的航天器位置測(cè)量精度將使在深空旅行的航天器能夠在不與地球進(jìn)行太多通信的情況下自行采取行動(dòng)。美國(guó)宇航局表示，這將是對(duì)目前航天器導(dǎo)航模式的巨大改進(jìn)。

天文學(xué)家利用時(shí)鐘在太空中導(dǎo)航。他們向宇宙飛船發(fā)送信號(hào)，然后把它送回地球。往返時(shí)間告訴科學(xué)家宇宙飛船和地球之間的距離。這是因?yàn)樾盘?hào)以光速傳播，所以用到達(dá)和返回航天器所需的時(shí)間，找到距離只是一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算。通過(guò)在一段時(shí)間內(nèi)發(fā)送多個(gè)信號(hào)，科學(xué)家可以計(jì)算出航天器的軌跡——軌跡和軌跡。

然而，根據(jù)美國(guó)宇航局的說(shuō)法，為了在小誤差范圍內(nèi)知道航天器的位置，天文學(xué)家需要非常精確的時(shí)鐘，可以測(cè)量十億分之一秒。他們還需要一個(gè)非常穩(wěn)定的時(shí)鐘。這里的“穩(wěn)定”是指時(shí)鐘如何連續(xù)測(cè)量時(shí)間單位。雖然你會(huì)認(rèn)為時(shí)鐘測(cè)量的時(shí)間長(zhǎng)度總是與“秒”相同，但時(shí)鐘往往會(huì)漂移，并逐漸將越來(lái)越長(zhǎng)的時(shí)間標(biāo)記為“秒”。為了測(cè)量宇宙飛船在遙遠(yuǎn)空間的位置，天文學(xué)家需要它的原子鐘在幾天和幾周內(nèi)保持一致，這樣它就比十億分之一秒更好。

從戴在手腕上的鐘表到人造衛(wèi)星上的鐘表，現(xiàn)代鐘表通常使用石英晶體振蕩器來(lái)計(jì)時(shí)。美國(guó)宇航局在一份聲明中說(shuō)，這些利用了這樣一個(gè)事實(shí)，即當(dāng)施加電壓時(shí)，應(yīng)時(shí)晶體以精確的頻率振動(dòng)。振動(dòng)就像祖父時(shí)鐘里的鐘擺。

但是按照航天導(dǎo)航的標(biāo)準(zhǔn)，石英鐘根本不太穩(wěn)定。六周后，它們可能會(huì)關(guān)閉整整一毫秒，然后以光速轉(zhuǎn)換到185英里(300公里)。美國(guó)宇航局表示，如此大的誤差將對(duì)測(cè)量快速移動(dòng)的航天器的位置產(chǎn)生巨大影響。

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