Relgio atmico para viagens espaciais supera similares terrestres


Espao

Redação do Site Inovação Tecnológica – 05/07/2021

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O DSAC foi enviado ao espao a bordo de um satlite padro, e seu comportamento foi monitorado desde ento.
[Imagem: General Atomics Electromagnetic Systems]

Relgio atmico espacial

Um relgio atmico construdo pela NASA para operar no espao completou com sucesso sua etapa de testes de um ano em rbita da Terra.

Um dos objetivos principais da misso de demonstrao era avaliar a estabilidade do funcionamento do relgio atmico, garantindo a capacidade de medir o tempo de forma consistente por longos perodos.

Com o sucesso dos testes, a tecnologia est pronta para ser usada para melhorar a navegao no espao profundo.

Para navegar pelo Sistema Solar hoje, as naves e sondas espaciais enviam e recebem sinais de antenas na Terra. Relgios atmicos ultraprecisos medem o tempo de ida e volta desses sinais – o que pode levar horas – para calcular a localizao exata da nave, o que essencial nas manobras para entrar em rbita ou para usar planetas como estilingues gravitacionais.

Acontece que os relgios atmicos atuais tm o tamanho de uma geladeira, o que exige que eles fiquem aqui na Terra. Isso acrescenta um retardo substancial e uma margem de erro que cresce com a distncia da Terra nave, uma vez que a informao da posio ter que viajar at l.

O novo relgio atmico DSAC (sigla em ingls para Relgio Atmico do Espao Profundo) miniaturizado, o que significa que ele poder ser embarcado nas naves, aumentando muito a preciso dos clculos, com as posies sendo determinadas em tempo real em relao necessidade de manobras, voo em formao e execuo de experimentos cientficos .

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O Relgio Atmico do Espao Profundo a caixa prateada no fundo do satlite.
[Imagem: General Atomics]

Tique-taque de um tomo

Conforme o relato dos pesquisadores do Laboratrio de Propulso a Jato, o relgio atmico aproximadamente 10 vezes mais estvel do que os relgios atmicos usados nos satlites GPS.

Essa estabilidade foi alcanada com o uso de uma nuvem de tomos de mercrio eletricamente carregados – ons -, em lugar dos tomos neutros tipicamente utilizados. Seu funcionamento se baseia em feixes de micro-ondas, em substituio aos lasers e seus aparatos de refrigerao, que so grandes e consomem muita energia – o DSAC consome menos de 50 W.

Ao comparar o DSAC com um relgio mestre na superfcie, a equipe verificou que o relgio espacial oscila cerca de 26 picossegundos (3 x 10-26 segundo) ao longo de um dia, mais ou menos o mesmo resultado obtido com os relgios atmicos terrestres usados atualmente para navegao espacial.

A vantagem que o DSAC um relgio atmico miniaturizado, que pode ser levado a bordo de qualquer sonda planetria.

Bibliografia:

Artigo: Demonstration of a trapped-ion atomic clock in space
Autores: E. A. Burt, J. D. Prestage, R. L. Tjoelker, D. G. Enzer, D. Kuang, D. W. Murphy, D. E. Robison, J. M. Seubert, R. T. Wang, T. A. Ely
Revista: Nature
Vol.: 595, pages 43-47
DOI: 10.1038/s41586-021-03571-7

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