Mayo 31, 2023.
(Ver post anterior “Un Reloj Atómico para Naves Espaciales. Parte I. Mayo 31, 2023”)
El reloj atómico para naves espaciales de NASA, el Deep Space Atomic Clock (DSAC), es una maravilla tecnológica en miniatura.
Los relojes más precisos son los relojes atómicos, ya que el tiempo es determinado por procesos atómicos de emisión de energía. Son procesos únicos, precisos y perfectos, las emisiones de energía de un átomo son iguales en cualquier parte del Universo, son características que distinguen la interacción entre fermiones y bosones. Hay varios tipos de relojes atómicos, el DSAC es de iones de Mercurio (Hg).
¿Cómo funciona el Reloj Atómico DSAC?
El núcleo del DSAC, es decir el componente que marca el tiempo, es un complejo módulo que contiene un oscilador de cuarzo, el cual es sincronizado en resonancia con la transición hiperfina de iones de Mercurio (Hg), confinados en una trampa magneto-óptica.
Recordamos que la transición hiperfina es una emisión de radiofrecuencia (radio o microondas), producida por la interacción del momento de dipolo magnético nuclear con el momento de dipolo magnético del electrón. La transición hiperfina es un valor preciso y único para cada átomo.
El proceso es el siguiente, el oscilador de cuarzo es energizado por un campo eléctrico a una determinada frecuencia, la cual entra en resonancia con la frecuencia de la transición hiperfina de los iones de Hg, quienes se mantienen a una energía constante en su trampa magneto-óptica. El resultado es un valor de tiempo, dado por la frecuencia de un proceso atómico en el Mercurio (Hg). La precisión del reloj está limitada a los circuitos electrónicos involucrados, esto es, aunque el proceso atómico es constante y exacto, la medición y obtención del mismo involucra factores que pueden producir desviaciones, sin embargo son desviaciones muy pero muy pequeñas. Por ejemplo, el DSAC en veinte días de operación, obtuvo una desviación de apenas un cuarto (1/4) de nanosegundo (〖10〗^(-9)).
El DSAC es el predecesor del DSAC-2, el reloj atómico que llevará la sonda espacial VERITAS en su exploración del planeta Venus (2028). Las nuevas naves espaciales llevarán relojes atómicos y así serán más autónomas, facilitando su navegación en el espacio cercano y en el espacio profundo.
Fuente: NASA´s Space Technology Mission Directorate