Reloj atómico de espacio profundo

El Reloj Atómico del Espacio Profundo ( DSAC ) era un reloj atómico de iones de mercurio miniaturizado y ultrapreciso para la navegación por radio precisa en el espacio profundo. El DSAC fue diseñado para ser órdenes de magnitud más estable que los relojes de navegación existentes, con una deriva de no más de 1 nanosegundo en 10 días. ^{[ 3 ]} Se espera que un DSAC no incurra en más de 1 microsegundo de error en 10 años de operación. ^{[ 4 ]} Se espera que los datos del DSAC mejoren la precisión de la navegación en el espacio profundo y permitan un uso más eficiente de las redes de seguimiento. El proyecto fue gestionado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y se desplegó como parte de la misión del Programa de Pruebas Espaciales 2 (STP-2) de la Fuerza Aérea de los EE. UU . a bordo de un cohete SpaceX Falcon Heavy el 25 de junio de 2019. ^{[ 2 ]}

El Reloj Atómico del Espacio Profundo se activó el 23 de agosto de 2019. ^{[ 5 ]} Tras una extensión de la misión en junio de 2020, ^{[ 6 ]} el DSAC se desactivó el 18 de septiembre de 2021 después de dos años de funcionamiento. ^{[ 7 ]}

Los relojes atómicos terrestres actuales son fundamentales para la navegación en el espacio profundo; sin embargo, son demasiado grandes para ser transportados al espacio. Esto hace que los datos de seguimiento se recopilen y procesen aquí en la Tierra (un enlace bidireccional) para la mayoría de las aplicaciones de navegación en el espacio profundo. ^{[ 4 ]} El Reloj Atómico del Espacio Profundo (DSAC) es un reloj atómico de iones de mercurio miniaturizado y estable , tan estable como un reloj terrestre. ^{[ 4 ]} Esta tecnología podría permitir la navegación por radio autónoma para eventos críticos de las naves espaciales, como la inserción en órbita o el aterrizaje, lo que promete nuevos ahorros en los costos de las operaciones de la misión. ^{[ 3 ]} Se espera que mejore la precisión de la navegación en el espacio profundo, permita un uso más eficiente de las redes de seguimiento y produzca una reducción significativa en las operaciones de apoyo en tierra. ^{[ 3 ] [ 8 ]}

Sus aplicaciones en el espacio profundo incluyen: ^{[ 4 ]}

• Realizar un seguimiento simultáneo de dos naves espaciales en un enlace descendente con la Red del Espacio Profundo (DSN).
• Mejore la precisión de los datos de seguimiento en un orden de magnitud utilizando la capacidad de seguimiento de enlace descendente en banda Ka de la DSN .
• Mitiga la sensibilidad de la banda Ka a las condiciones climáticas (en comparación con la banda X bidireccional ) al poder cambiar de una antena receptora afectada por el clima a una ubicada en un lugar diferente sin interrupciones en el seguimiento.
• Se puede prolongar el tiempo de seguimiento utilizando todo el período de observación de la nave espacial desde una antena terrestre. En Júpiter, esto produce un aumento del 10-15% en el seguimiento; en Saturno, aumenta al 15-25%, y el porcentaje se incrementa a medida que la nave espacial se aleja más.
• Realice nuevos descubrimientos como instrumento de radioastronomía con capacidad en banda Ka, que ofrece una mejora de 10 veces en la precisión de los datos tanto para la gravedad como para la ciencia de las ocultaciones , y proporcione más datos gracias a la flexibilidad operativa del seguimiento unidireccional.
• Explorar el espacio profundo como elemento clave de un sistema de navegación autónoma en tiempo real que rastrea señales de radio unidireccionales en el enlace ascendente y, junto con la navegación óptica , proporciona una navegación absoluta y relativa robusta.
• Fundamental para los exploradores humanos que requieren datos de navegación en tiempo real.

La unidad de vuelo está alojada —junto con otras cuatro cargas útiles— en el satélite Orbital Test Bed , proporcionado por General Atomics Electromagnetic Systems , utilizando el bus satelital Swift. ^{[ 12 ] [ 13 ]} Fue desplegada como nave espacial secundaria durante la misión Space Test Program 2 (STP-2) de la Fuerza Aérea de los EE. UU. a bordo de un cohete SpaceX Falcon Heavy el 25 de junio de 2019. ^{[ 2 ]}

• DSAC: Descripción y Operaciones de la Misión Nominal