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Un orologio atomico a bordo della missione Veritas

Missione conclusa per il Deep Space Atomic Clock della Nasa. Lo strumento, nel corso degli ultimi due anni, ha testato la fattibilità dell’utilizzo di un orologio atomico per migliorare la navigazione di un veicolo spaziale nello spazio profondo. L’orologio è posizionato sulla sonda Orbital Test Bed della  General Atomics che è stata lanciata a bordo della missione Space Test Program del Dipartimento della Difesa. Costruito dal Jet Propulsion Laboratory della Nasa, il Deep Space Atomic Clock è un orologio atomico ultra preciso agli ioni di mercurio, racchiuso in una piccola scatola.

Attualmente, i veicoli spaziali si basano su orologi atomici terrestri. Per misurare la traiettoria di uno di essi mentre è in viaggio oltre la Luna, i navigatori usano questi cronometri per tracciare con precisione quando quei segnali vengono inviati e ricevuti. Ma più una navicella è lontana dalla Terra, più tempo impiega per inviare e ricevere segnali, da alcuni minuti a poche ore, ritardando notevolmente questi calcoli.

«Una volta gli orologi atomici venivano usati per esperimenti e applicazioni di punta, dato il costo e la difficoltà di esercizio – commenta Giuseppe Bianco, responsabile  dell’Unità Ricerca Spaziale dell’Agenzia Spaziale Italiana – oggi la situazione è cambiata: gli orologi atomici sono alla base dei vari Global Navigation Satellite Systems (come lo statunitense GPS o l’europeo Galileo), dai quali dipendono i navigatori satellitari di cui sono dotati i nostri telefonini. La possibilità di misurare distanze intercontinentali con precisione millimetrica dipende in gran parte proprio dagli orologi atomici, come quelli del Centro di Geodesia Spaziale “Giuseppe Colombo”. Un raggio di luce impiega poco più di un secondo ad andare dalla Terra alla Luna, ma per avere precisioni millimetriche è necessaria una precisione dell’orologio dell’ordine di un picosecondo, ovvero un millesimo di miliardesimo di secondo. La missione Deep Space Atomic Clock rappresenta un ulteriore perfezionamento di questa applicazione, che ricorda gli sforzi fatti da John Harrison, nella seconda metà del ‘700, nello sviluppo dei primi cronografi marini, che permisero alle navi inglesi di calcolare la propria posizione geografica con una precisione fino ad allora considerata impossibile».

 

Con un orologio atomico a bordo, abbinato a un sistema di navigazione, il veicolo spaziale potrebbe calcolare immediatamente dove si trova e dove sta andando. Dopo il completamento della missione primaria di un anno, la Nasa ha esteso la missione per raccogliere più dati e poter sfruttare ulteriormente l’eccellente stabilità di cronometraggio dello strumento. Ora le informazioni ottenute aiuteranno l’agenzia americana a sviluppare il Deep Space Atomic Clock-2, una demo tecnologica che viaggerà su Venere a bordo della sonda Veritas.

 

Credit foto: NASA/JPL-Caltech

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