The Next Falcon Heavy wird die stärkste Atomuhr, die jemals in den Weltraum gestartet wurde, tragen

Eine ultrapräzise Atomuhr in der Größe eines Vier-Scheiben-Toasters soll diesen Sommer in den Weltraum eindringen, sagte die NASA.

Dies ist nicht Ihre durchschnittliche Zeitnehmerin. Die sogenannte Deep Space Atomic Clock (DSAC) ist weit kleiner als die erdgebundenen Atomuhren, viel genauer als die Handvoll anderer raumgebundener Atomuhren und widerstandsfähiger gegen die Belastungen der Raumfahrt als jede andere jemals gebaute Uhr. Laut einer NASA-Erklärung soll es im Laufe eines Tages nicht mehr als 2 Nanosekunden (2 Milliardstel Sekunden) verlieren. Das sind im Laufe eines Jahrzehnts rund 7 Millionstel Sekunden. [5 der genauesten Uhren aller Zeiten]

In einer E-Mail an Live Science sagte Andrew Good, ein Jet Propulsion Laboratory-Vertreter, dass die erste DSAC eine Fahrt auf der zweiten Falcon Heavy-Maschine, die für Juni geplant ist, besteigen wird. [5 Alltägliche Dinge, die radioaktiv sind]

Atomuhren sind die leistungsstärksten Zeitmessgeräte, die Menschen jemals gebaut haben. Im Großen und Ganzen arbeiten sie, indem sie Atome beobachten, von denen bekannt ist, dass sie bestimmte Dinge tun - wie zum Beispiel Licht emittieren - extrem regelmäßig und schnell und dann zählen, wie oft diese Atome diese Dinge tun. Die mächtigsten Atomuhren der Erde können Milliarden von Jahren kosten, ohne eine Sekunde Zeit zu verlieren.

Und das genaue Messen der Zeit ist eine große Sache. Alle möglichen wissenschaftlichen Experimente beruhen darauf, Bruchteile von Sekunden fehlerfrei zu messen. Das GPS-Satellitennetzwerk (GPS = Global Positioning System) würde ohne genaue Messungen der Zeit, in der die Funksignale umherspringen, nicht funktionieren. Und Raumfahrzeuge jenseits der Erdumlaufbahn verlassen sich auf erdgebundene Atomuhren und Funksignale, um ihre Position im Weltraum genau zu bestimmen und Kursanpassungen vorzunehmen.

Jede Weltraummission, die Kurskorrekturen vornimmt, muss Signale an Bodenstationen auf der Erde senden. Diese Bodenstationen sind auf Atomuhren angewiesen, um zu messen, wie lange diese Signale benötigt wurden, um die Position des Raumschiffs bis zum Meter im großen Vakuum zu bestimmen. Dann senden sie Signale zurück und sagen dem Schiff, wo es ist und wohin es als nächstes geht.

Das ist ein umständlicher Prozess und bedeutet, dass jede Bodenstation nur ein Raumfahrzeug gleichzeitig unterstützen kann. Das Ziel von DSAC ist es laut einem NASA-Fact Sheet, Raumfahrzeugen zu ermöglichen, präzise Zeitmessungen an Bord eines Raumfahrzeugs vorzunehmen, ohne auf Informationen von der Erde warten zu müssen.

Ein mit DSAC ausgerüstetes Raumschiff könnte laut NASA-Erklärung die Zeit berechnen, ohne auf Messungen von der Erde warten zu müssen - damit es Kursanpassungen vornehmen oder präzise wissenschaftliche Experimente durchführen kann, ohne seine Antennen nach oben zu drehen und auf eine Antwort zu warten.

Der DSAC stützt sich auf eine relativ neue Atomuhr-Technologie, die erstmals 2006 in einer Veröffentlichung beschrieben wurde und die das Verhalten eines einzelnen gefangenen, lasergekühlten Quecksilberions misst. Dieses Ion "tickt" viel schneller als die Cäsiumatome in älteren Atomuhren, wie jene, die jahrelang die offizielle Zeit in den USA gesteuert haben, oder die an Bord von GPS-Satelliten.

Die für den DSAC verwendete Version ist auch so konzipiert, dass die Uhr unter den Belastungen der Start-G-Kräfte oder der tiefen Kälte des Weltraums keine Zeit verliert und sehr wenig Energie verbraucht. Und Toaster-Größe ist nicht die Grenze, wie NASA auch in seiner Erklärung schrieb, dass die Uhr für zukünftige Missionen weiter miniaturisiert werden könnte.

Nach dem Start wird der Test-DSAC für etwa ein Jahr umlaufen, um seine Leistung zu testen. Auf der anderen Seite der NASA, zusätzlich zur Verwendung für Weltraummissionen, schrieb die NASA, dass die Technologie zur Verbesserung des GPS-Systems verwendet werden könnte.

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