深空原子钟

深空原子钟（DSAC）是一种高精度的汞离子原子钟，用于改进航天器在太空中的无线电导航。 DSAC 是xxx个设计用于在轨道外的航天器上工作的原子钟。 因此，时钟相对较小，大约只有烤面包机那么大，但非常准确。 时钟每 1000 万年就会失去大约一秒的准确度。 这使得它比目前在卫星上使用的时钟稳定许多倍。

原子钟通过测量石英晶体的振动来报时。 电脉冲通过石英发送，使其均匀振动。 这种持续的振动就像钟摆一样，显示时间已经过去了多少。 原子钟使用原子来获得石英振动测量的高精度。 一秒的长度是通过特定原子发出的光的频率来衡量的。 然而，当前时钟中的原子可能对外部磁场和温度变化敏感。

深空原子钟利用电磁阱中含有的极少量汞离子，电磁阱又受到磁场保护，避免干扰，包括温度和磁场变化。 使用内部设备来控制离子使它们不易受到外力的影响。 手表的核心是这些汞离子的小“云”。 由具有 40.5 GHz 超精细跃迁频率的时钟产生的微波脉冲被引导到离子中，一些离子通过改变它们的能量状态做出响应。 改变状态的离子数量取决于微波脉冲与正确频率的接近程度。 通过测量这个数字，可以计算出频率误差并用于校正手表内置晶体振荡器的频率。 这种设计避免了激光、低温或微波腔，允许使用功耗低于 50W 的小型坚固设备。 此外，手表不依赖消耗品来运行。 由于腕表的精准度极高，根据吉尼斯世界纪录，它是太空中最精准的腕表，也是xxx款拥有如此精准度的腕表。

今天，太空导航是通过使用地球上的天线向航天器发送信号，然后航天器将这些信号发送回地球。 然后，地球上的原子钟会测量信号往返所需的时间。 然后地球上的地勤人员可以告诉航天器它在哪里以及要去哪里。 这种导航方式意味着无论任务在太阳系中有多远，航天器仍然与地面相连，必须等待我们星球的命令。 这种限制给未来前往另一个星球的任务带来了问题。 这意味着对于火星或更远目的地的机器人来说，等待信号传输的时间可能会很快增加到几十分钟甚至几小时。⁣虽然地面原子钟非常准确，但它们的设计体积庞大且对空间条件敏感对太空旅行很实用。 为了探索太阳系，需要一种更好更快的方式让航天器上的宇航员知道他们在哪里，理想情况下无需向地球发送信号。

DSAC 用于研究太空自主导航系统。 所以宇宙飞船会有自己的系统。 为实现这一目标，该任务将重点关注时钟的稳定性及其在太空环境中运行时长时间持续测量时间的能力。 手表越稳定，它在没有地球帮助的情况下工作的时间就越长。 它还旨在表明新技术可以在太空中可靠地发挥作用。 这些技术以后应该被整合到正常的任务中。

NASA 宣布将继续研究这项技术。 深空原子钟-2 是xxx个模型的改进版本，将在 VERITAS（金星发射率、无线电科学、InSAR、地形学和光谱学）任务中发射。 与其前身一样，新原子钟的目的是提高太空能力。