เว็บตรง / บาคาร่าเว็บตรง นาฬิกาอะตอมขนาดกะทัดรัดที่โคจรรอบโลกตั้งแต่ปี 2019 มีความเสถียรมากกว่านาฬิกาที่ใช้อวกาศรุ่นก่อนๆ มาก ทำให้หวังว่ายานอวกาศในอนาคตจะสามารถติดตามเวลาได้ด้วยตนเอง แม้ว่าปัญหาทางเทคนิคจะจำกัดประสิทธิภาพของอุปกรณ์ดักจับไอออนใหม่ แต่นักวิทยาศาสตร์ในสหรัฐฯ ที่พัฒนาอุปกรณ์ดังกล่าวรายงานว่าอุปกรณ์ดังกล่าวมีความน่าเชื่อถือเพียงพอที่จะลดความจำเป็น
ในการสื่อสารไปมากับตัวควบคุมภาคพื้นดินได้อย่างมาก
ซึ่งจะช่วยปรับปรุงการนำทางความเสถียรเป็นคุณลักษณะพื้นฐานของการบอกเวลาที่ดี หากนาฬิกาไม่เสถียรในช่วงเวลาสั้น ๆ การหน่วงเวลาจากขีดหนึ่งไปยังอีกขีดจะผันผวนและต้องเฉลี่ยเอาท์พุตเพื่อให้ได้ความแม่นยำตามที่ต้องการ หากเอาต์พุตของนาฬิกาเลื่อนไปตามช่วงเวลาที่ยาวขึ้น จะต้องได้รับการแก้ไขเป็นระยะโดยอุปกรณ์ที่เสถียรกว่า
นี่คือสถานการณ์ของนาฬิกาอะตอมบนดาวเทียมระบุตำแหน่งทั่วโลกในปัจจุบัน นาฬิกาเหล่านี้ช่วยให้ดาวเทียมแต่ละดวงสามารถติดตามทั้งเวลาและตำแหน่ง ซึ่งจะทำให้ผู้ใช้ที่อยู่บนพื้นสามารถนำทางผ่านระบบสามเหลี่ยมได้ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากพวกมันประสบกับการล่องลอย เวลาที่บันทึกไว้จึงต้องถูกปรับเปลี่ยนเล็กน้อยในแต่ละวันเพื่อให้สอดคล้องกับนาฬิกาอะตอมที่เสถียร (แต่มีขนาดใหญ่กว่าและซับซ้อนกว่า) บนพื้นดิน
ในงานวิจัยล่าสุดJohn Prestage , Robert Tjoelker , Eric Burtและเพื่อนร่วมงานที่ Jet Propulsion Laboratory (JPL) ในสถาบันเทคโนโลยีแห่งแคลิฟอร์เนียได้สร้างนาฬิกาที่มีขนาดเล็กและทนทานพอที่จะทนต่อสภาวะที่รุนแรงของอวกาศ ดำเนินการอย่างอิสระ พวกเขากล่าวว่าอุปกรณ์ดังกล่าวไม่เพียง แต่ทำให้ระบบดาวเทียมภาคพื้นดินมีอิสระมากขึ้นเท่านั้น แต่ยังช่วยให้โพรบอวกาศห้วงอวกาศสามารถนำทางได้ใกล้เคียงกับเรียลไทม์
การทำงานของนาฬิกา
ที่แกนนาฬิกาคือหลอดสุญญากาศที่มีกับดักทรงกระบอกสองอัน แต่ละอันวัดเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่าเซนติเมตรเล็กน้อย กับดักแรกใช้เพื่อบรรจุและเตรียมเมฆขนาดเล็กที่มีไอออนปรอท -199 หลายล้านตัว ในขณะที่ตัวที่สองวัด “การฟ้อง” ของไอออน กับดักทั้งสองสร้างสนามไฟฟ้าเพื่อยึดไอออนให้อยู่กับที่และป้องกันไม่ให้ชนกับผนังกับดัก ซึ่งจะทำให้สัญญาณนาฬิกาลอย
ไอออน Mercury-199 มีการเปลี่ยนสถานะ “นาฬิกา” ที่ 40.5 GHz ซึ่งไม่ไวต่อสนามแม่เหล็ก ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่มีประโยชน์เนื่องจากสนามแม่เหล็กที่มีความผันผวนสูงและอยู่ในอวกาศ การเปลี่ยนแปลงนี้ใช้เพื่อล็อคเอาต์พุตของผลึกควอทซ์ เครื่องสังเคราะห์ความถี่ที่อ้างอิงถึงคริสตัลนี้สร้างไมโครเวฟและปรับไปที่ประมาณ 40.5 GHz ในขณะที่หลอดพลาสมาปล่อยแสงอัลตราไวโอเลตที่เพิ่มระดับพลังงานของไอออนต่อไปหากไอออนถูกกระตุ้นด้วยไมโครเวฟแล้ว การเรืองแสงของไอออนเหล่านี้จะเกิดขึ้นเมื่อปล่อยพลังงานอัลตราไวโอเลตออกมาอีกครั้งในทันที ดังนั้นจึงบ่งชี้ว่าออสซิลเลเตอร์อยู่ที่ความถี่ที่ถูกต้อง
ได้เวลาบินนักวิจัยที่ JPL ได้ทำงานเกี่ยวกับเทคโนโลยีนาฬิกาติดไอออนมาตั้งแต่ปี 1980 และได้รับผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยมในห้องปฏิบัติการของพวกเขา โดยได้รับความเสถียรในระยะสั้นที่ 2×10 −14 /τ 1/2 (τ คือเวลาเฉลี่ย) และการลอยตัว ต่ำเพียง 2.7×10 -17ต่อวัน ยิ่งไปกว่านั้น พวกเขาทำเช่นนั้นโดยไม่ต้องใช้เลเซอร์ ไครโอเจนิกส์ หรือช่องไมโครเวฟ ซึ่งทั้งหมดนี้จะทำให้เกิดความยุ่งยากที่ไม่พึงประสงค์สำหรับนาฬิกาในอวกาศ
ด้วยผลลัพธ์เหล่านี้ในกระเป๋า NASA อนุมัติภารกิจนาฬิกาอะตอมของห้วงอวกาศห้วงอวกาศในปี 2554 ภายใต้การนำของผู้ตรวจสอบหลักTodd Elyทีมภารกิจได้ผลิตนาฬิกาขนาดเตาไมโครเวฟซึ่งเปิดตัวสู่วงโคจรระดับความสูง 720 กม. ในเดือนมิถุนายน 2019 ควบคู่ไปกับการทดลองอื่นๆ
แม้ว่านาฬิกาจะรักษาเวลาไว้ได้เกือบสองปีแล้ว
แต่ภารกิจก็ไม่มีปัญหา ปัญหาเกี่ยวกับระดับของก๊าซนีออนที่ใช้ในการทำให้ไอออนเย็นลงหมายความว่านักวิทยาศาสตร์ต้องวัดความถี่สัญญาณนาฬิกาด้วยกับดักโหลดซึ่งไม่ได้ออกแบบมาเพื่อทำการวัดดังกล่าว ข้อผิดพลาดนี้ส่งผลต่อประสิทธิภาพของนาฬิกา แต่ Prestage และเพื่อนร่วมงานยังคงบันทึกความเสถียรในระยะสั้นที่ 7×10 −13 /τ 1/2 , ความเสถียรในระยะยาวที่ 3×10 −15และค่าดริฟท์โดยประมาณ 3×10 − 16ต่อวัน ทั้งหมดนี้ไม่มีการควบคุมอุณหภูมิของอุปกรณ์ พวกเขากล่าวว่าผลการดริฟท์นั้นดีกว่านาฬิกาอะตอมที่อาศัยดาวเทียมที่มีอยู่ตามลำดับความสำคัญ
ห้วงอวกาศหรือหน้าอกนักวิจัยให้เหตุผลว่าประสิทธิภาพในระดับนี้ดีพอสำหรับการจับเวลาอัตโนมัติอยู่แล้ว ในทางกลับกันหมายความว่ายานอวกาศในอนาคตที่ติดตั้งนาฬิกาดังกล่าวจะต้องมีเพียงลิงค์การสื่อสารเดียวกับตัวควบคุมภาคพื้นดินเพื่อรับข้อมูลเวลาและตำแหน่งแทนที่จะต้องใช้สามลิงก์ในปัจจุบัน นักวิจัยเสริมว่านาฬิกาอาจช่วยสำรวจระบบสุริยะได้เช่นกัน ตัวอย่างเช่น การวางแผนสนามโน้มถ่วงของดวงจันทร์ยูโรปาของดาวพฤหัสบดี เพื่อดูว่าอาจมีมหาสมุทรอยู่ใต้เปลือกแข็งของมันหรือไม่
นาฬิกาอะตอมในอวกาศสามารถตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงได้เมื่อมองไปข้างหน้า นักวิจัยกล่าวว่าพวกเขากำลังพยายามขยายอายุการใช้งานของเทคโนโลยีนาฬิกาจากสูงสุดห้าปีเป็นอย่างน้อยหนึ่งทศวรรษ เหนือสิ่งอื่นใด นี่จะหมายถึงการหาวิธีปรับปรุงแหล่งกำเนิดแสงอัลตราไวโอเลตและปรับแรงดันภายในห้องสุญญากาศให้เหมาะสมที่สุด เพื่อลดก๊าซนีออนให้น้อยลง
อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ทุกคนที่มั่นใจ Liang Liuจาก Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics ในประเทศจีน ซึ่งเป็นหัวหน้าในการทดลองนาฬิกาอะตอมเย็นซึ่งอยู่ในวงโคจรมาตั้งแต่ปี 2016 ยินดีต้อนรับโครงการ NASA แต่พบว่ามีความเสถียรในระยะยาวประมาณ 3×10 −15ต่อวัน ท่วมท้น “สำหรับการนำทางในห้วงอวกาศ เราอาจต้องใช้ 10 -16ขึ้นไป” เขากล่าว
เพื่อขจัดความจำเป็นในการใช้แบตเตอรี่และทำให้อุปกรณ์มีขนาดเล็กลง นักวิจัยได้ใช้การถ่ายโอนพลังงานแบบไร้สายเพื่อส่งพลังงานและคำสั่งควบคุมไปยังเครื่องกระตุ้นหัวใจ ตัวรับการเก็บเกี่ยวพลังงานของอุปกรณ์ประกอบด้วยขดลวดเหนี่ยวนำที่ทำจากแมกนีเซียมเคลือบทังสเตน (W/Mg) ไดโอด PIN ความถี่วิทยุที่ยึดตามนาโนเมมเบรนซิลิคอน และชั้นอิเล็กทริกของพอลิเมอร์ PLGA ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ เครื่องกระตุ้นหัวใจยังมีอิเล็กโทรดส่วนต่อขยาย W/Mg ที่ยืดหยุ่นซึ่งเชื่อมต่อกับแผ่นสัมผัสโลหะที่ละลายได้ ซึ่งยึดติดกับกล้ามเนื้อหัวใจเพื่อส่งแรงกระตุ้นทางไฟฟ้า เว็บตรง / บาคาร่าเว็บตรง
