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摘要：它被称为深空原子钟，它的工作原理是测量被困在其中的汞离子的行为它的小框架。）来导航太空，美国宇航局目前依赖一个类似但不太精确的系统，Seubert说。Seubert指出，空军每天会多次将修正值上传到GPS卫星的时钟上，以防止它们与地面时钟不同步。是DSAC的目标，她说，就是要建立一个系统，它不仅轻便、简单，可以安装在任何航天器上，而且足够坚固，可以长期在太空中运行，而不需要地球团队的不断调整。
NASA已经开启了一个新的，超精确的，基于太空的原子钟，该机构希望有一天能帮助航天器在不依赖于地球时钟的情况下通过深空飞行。
它被称为深空原子钟（DSAC），它的工作原理是测量被困在其中的汞离子的行为它的小框架。它从6月份开始进入轨道，但8月23日首次成功启动。航天工程师、美国宇航局项目负责人之一吉尔·塞伯特在接受《现场科学》采访时说，它一点也不华而不实，只是一个只有四片烤面包机大小、满是电线的灰色盒子。但这种不起眼的尺寸是关键所在：苏伯特和她的同事们正在努力设计一个时钟，这个时钟足够小，可以装载到任何航天器上，精确到可以在没有来自地球上冰箱大小的同类的任何输入的情况下，指导深空复杂的操作。
你需要一个精确的时钟来找到你在太空中的路径，因为它是又大又空。很少有地标可以用来判断你的位置或速度，而且大多数地标距离太远，无法提供精确的信息。所以，每一个决定是让船转向还是发射推进器，塞伯特说，都从三个问题开始：我在哪里？我走得有多快？朝什么方向呢？”与之相关的是：物理学中18个最大的未解之谜
回答这些问题的最好 ... 是看那些答案已经知道的物体，比如地球上的无线电发射器，或者在太空中跟踪已知轨道的GPS卫星。以光速发出一个信号，精确的时间在a点，然后测量到达B点需要多长时间。这告诉你a和B之间的距离。从另外两个位置再发出两个信号，你就有足够的信息来精确地找出B点在三维空间中的位置。（这就是你手机上的GPS软件的工作原理：通过不断检查不同轨道卫星广播的时间信号的微小差异。）
来导航太空，美国宇航局目前依赖一个类似但不太精确的系统，Seubert说。大多数原子钟和广播设备都在地球上，它们共同形成了所谓的深空网络。因此，美国宇航局通常无法一次性从三个来源计算出航天器的位置和速度。相反，当地球和航天器都在空间中移动时，该机构使用一系列的测量来确定航天器的方向和位置。
为了让航天器知道它在哪里，它需要接收来自深空网络的信号，计算信号到达所需的时间，并使用“光决定距离。”要做到非常精确，你需要能够尽可能精确地测量那些时间——发送信号和接收信号的时间。在地面上，当我们从我们的深空网络发送这些信号时，我们有非常精确的原子钟到目前为止，我们所拥有的时钟足够小，足够低的功率在航天器上飞行，它们被称为超稳定振荡器，这是一个完全不恰当的说法。它们不是超稳定的。他们记录了接收到的信号时间，但精度很低。
一张图片显示了工作人员在DSAC出现故障之前准备DSAC（通用原子电磁系统），因为飞船上的位置数据是如此不可靠，要想知道如何导航——比如何时开启推进器或改变航向——要复杂得多，必须在地球上完成。换言之，地球上的人们正从数十万或数百万英里外驾驶宇宙飞船。
，但如果你能用原子钟非常精确地记录飞船上接收到的信号时间，那么现在你就有机会收集飞船上所有的跟踪数据，并设计好你的计算机和无线电，以便太空船可以驾驶“它本身，”她说，
美国航天局和其他太空机构已经把原子钟放在太空之前。我们整个GPS卫星舰队都携带原子钟。但是，Seubert说，在很大程度上，它们对长期工作来说太不准确和笨拙了。太空中的环境比地球上的研究实验室要恶劣得多。当时钟进出太阳光时，温度会变化。辐射水平上下波动。
“这是众所周知的太空飞行问题，我们通常会向上发射我们已经证明可以在不同辐射环境下运行的具有类似性能的抗辐射部件，”她说。
但辐射仍然会改变电子设备的运行方式。而这些变化影响了原子钟用来测量时间滑动的敏感设备，有可能引入不精确性。Seubert指出，空军每天会多次将修正值上传到GPS卫星的时钟上，以防止它们与地面时钟不同步。
是DSAC的目标，她说，就是要建立一个系统，它不仅轻便、简单，可以安装在任何航天器上，而且足够坚固，可以长期在太空中运行，而不需要地球团队的不断调整。
除了允许使用地球信号进行更精确的深空导航外，这种时钟可能是瑟伯特说：“这一天让远在前哨基地的宇航员可以像我们在地球上使用测绘设备一样四处走动。”。一小队装有DSAC装置的卫星可以环绕月球或火星运行，代替地球上的GPS系统，这个网络不需要一天几次修正。
在未来的道路上，她说，DSAC或类似的装置可能在脉冲星导航系统中发挥作用，它可以跟踪事物的时间就像其他恒星系统发出的光脉冲一样，让航天器在没有地球任何输入的情况下进行导航，我们的目标是让第一个DSAC在接近地球的轨道上正常工作。
“我们需要做的基本上是学习如何调整时钟，使其在那个环境中正常工作，“Seubert说，”
“DSAC机组人员在今年调整设备时学到的经验教训，应该让他们做好准备，在未来较长距离的任务中使用类似的设备，”她补充道，
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