美國宇航局將于今天(6月24日)在獵鷹重型飛船上發(fā)射一個令人難以置信的新原子鐘。這項技術演示任務可能會改變人類探索太空的方式。

NASA噴氣推進實驗室開發(fā)的“深空原子鐘”是對太空的升級，是對我們在地球上使用的原子鐘和已經(jīng)在提供GPS的衛(wèi)星上飛行的時鐘的升級。

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

天文學家利用時鐘在太空中導航。他們向宇宙飛船發(fā)送信號，然后把它送回地球。往返時間告訴科學家宇宙飛船和地球之間的距離。這是因為信號以光速傳播，所以用到達和返回航天器所需的時間，找到距離只是一個簡單的計算。通過在一段時間內發(fā)送多個信號，科學家可以計算出航天器的軌跡——軌跡和軌跡。

然而，根據(jù)美國宇航局的說法，為了在小誤差范圍內知道航天器的位置，天文學家需要非常精確的時鐘，可以測量十億分之一秒。他們還需要一個非常穩(wěn)定的時鐘。這里的“穩(wěn)定”是指時鐘如何連續(xù)測量時間單位。雖然你會認為時鐘測量的時間長度總是與“秒”相同，但時鐘往往會漂移，并逐漸將越來越長的時間標記為“秒”。為了測量宇宙飛船在遙遠空間的位置，天文學家需要它的原子鐘在幾天和幾周內保持一致，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計時。美國宇航局在一份聲明中說，這些利用了這樣一個事實，即當施加電壓時，應時晶體以精確的頻率振動。振動就像祖父時鐘里的鐘擺。

但是按照航天導航的標準，石英鐘根本不太穩(wěn)定。六周后，它們可能會關閉整整一毫秒，然后以光速轉換到185英里(300公里)。美國宇航局表示，如此大的誤差將對測量快速移動的航天器的位置產(chǎn)生巨大影響。

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