NASA 的深空原子鐘 (DSAC) 是迄今為止開發(fā)的最重要的計時儀器之一，它將成為我們在地球上進行長途旅行和通信的基礎。它有多準確？精確到每 9,000,000 年一秒。話雖如此，了解精密計時儀器的更大重要性需要在多個領域進行教育，包括物理、導航，當然還有鐘表學。例如，對于許多人來說，精確導航需要精確的時鐘并不明顯。此外，許多人并沒有立即意識到相對論的影響會改變空間中兩個不同點的時間測量方式。可以說，長途太空旅行和通信需要極其精確的本地計時機器。
原子鐘（此處為 aBlogtoWatch 上的歷史）是目前科學界已知的最精確的計時儀器形式。它們的運行是因為原子行為的穩(wěn)定性，這意味著您可以圍繞它們建立一個計時儀器。地球上和目前在軌的原子鐘不足以進行長途太空旅行，因此美國宇航局與噴氣推進實驗室 (JLP) 合作開發(fā)了一種新型原子鐘，即深空原子鐘。與傳統(tǒng)的原子鐘相比，該設備更能抵抗環(huán)境影響（如振動），并且已經(jīng)小型化（大致與微型冰箱的大小），以便在航天器中旅行。廣告訊息廣告信息結(jié)束
DSAC 進一步使用汞離子，而不是其他原子，例如銫 133（在此原子鐘手表中使用）。JPL 開發(fā)了一種特殊的汞離子阱，用于“調(diào)節(jié)石英晶體鐘”。這是一種非常好的說法，即 DSAC 實際上使用了傳統(tǒng)的石英晶體調(diào)節(jié)系統(tǒng)——但它通過測量汞離子如何發(fā)光來增加一層控制。深空原子鐘令人難以置信的突破實際上是該設備每九百萬年一秒的精度及其對環(huán)境影響的抵抗力以及便攜性的結(jié)合。
在開發(fā)出像 DSAC 這樣的設備之前，大多數(shù)航天器都需要與地球或地球附近的設備進行通信，以獲得準確的時間測量結(jié)果。由于空間干涉和相對論的影響，這是非常成問題的。這兩個因素都會嚴重破壞信號的準確性和傳輸信息的有效性。這在計時領域尤為重要，因為即使是最小的錯誤，當涉及到太空導航所需的令人難以置信的精度時，也可能導致整個任務失敗。
作為自然界中的一種力，時間的存在方式與重力等力的存在方式不同。科學愛好者（和天體物理學家）會第一個告訴你時間是人類創(chuàng)造的東西。我們還發(fā)明了非常精確的方法來跟蹤事件之間的間隔，我們稱之為保持時間的測量。因此，即使時間是我們編造的，能夠測量時間的流逝也非常重要。當今的許多計時技術，從歷史悠久的基于擺輪的調(diào)節(jié)系統(tǒng)到石英晶體振蕩器，都是為導航和通信的需要而開發(fā)的。2019 年的今天，美國宇航局（及其合作伙伴）憑借深空原子鐘在自主、準確的時間測量方面取得了新成就。廣告訊息廣告信息結(jié)束
經(jīng)過加利福尼亞州帕薩迪納 JLP 的 NASA 實驗室 20 多年的開發(fā)，深空原子鐘將于 2019 年 6 月 22 日從佛羅里達州乘坐 SpaceX Falcon Heavy 火箭發(fā)射升空。DSAC 將駐留在軌道測試臺衛(wèi)星內(nèi)，因為該系統(tǒng)將在用于其他任務之前開始測試。然而，美國宇航局確實對 DSAC 寄予厚望，希望它成為即將到來的火星任務的主要部分，以及許多其他未來用途。同樣，如果沒有 DSAC 之類的東西，遠程航天器將無法準確執(zhí)行自主導航所需的時間計算——這使得它們依賴于來自地球的信息，這些信息可能會受到各種形式的干擾的負面影響，以及相對論的影響。
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