Các nhà nghiên cứu NASA báo cáo kết quả sau năm đầu tiên vận hành của Đồng hồ Nguyên tử Không gian sâu (DSAC).

DSAC được đánh giá như một thành tựu công nghệ quan trọng để tính giờ cực kỳ chính xác trong vũ trụ. DSAC hoạt động tốt gấp 10 lần những đồng hồ không gian hiện nay, có độ lệch không quá 4 nano giây sau 23 ngày. Điều đó có nghĩa chiếc đồng hồ chỉ lệch một giây sau 15,74 triệu năm.

Đồng hồ Nguyên tử Không gian sâu của NASA. (Ảnh: NASA).

Trong tương lai gần, thành tựu công nghệ trên có thể là nền tảng để tàu vũ trụ khám phá Hệ Mặt trời. Lỗi nhầm chỉ một phần giây cũng có thể tạo nên khác biệt giữa việc tiến vào quỹ đạo của thiên thể hoặc bay lạc trong không gian sâu của vũ trụ. Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature hôm 30/6.

Đồng hồ nguyên tử sử dụng trên mặt đất thường quá lớn và cồng kềnh để phóng vào vũ trụ. Các phép đo chính xác được tiến hành trên Trái đất, tàu vũ trụ và vệ tinh liên quan phải kết nối hai chiều với trung tâm điều khiển trên mặt đất để tính toán thời gian. Nhiệm vụ có khoảng cách càng xa, kết nối càng trở nên phức tạp hơn.

Một ngoại lệ đáng chú ý là vệ tinh GPS cần trang bị nhiều đồng hồ nguyên tử để đảm bảo cung cấp thông tin đúng về vị trí của một người hoặc vật trên bề mặt Trái đất. Tương tự, đồng hồ nguyên tử có thể cung cấp vị trí chính xác của tàu vũ trụ trong Hệ Mặt trời nhưng trung tâm kiểm soát nhiệm vụ cần chờ tín hiệu truyền từ đó tới Trái đất và sau đó truyền ngược trở lại để điều chỉnh tự động.

DSAC sẽ khắc phục vấn đề đó bởi đây là mẫu đồng hồ nguyên tử cỡ nhỏ và ổn định có thể tích hợp dễ dàng trên tàu vũ trụ hiện nay. Thiết bị sử dụng ion thủy ngân. Giống như mọi đồng hồ nguyên tử khác, nó đo thời gian bằng cách sử dụng một số rung động đặc biệt của nguyên tử. Lợi thế của DSAC là nó hoạt động tốt và hiệu quả hơn trong không gian nhỏ gọn hơn.

"Một số đồng hồ GPS phải cập nhật vài lần mỗi ngày để duy trì độ ổn định, điều đó có nghĩa GPS phụ thuộc nhiều vào liên lạc với mặt đất. Đồng hồ Nguyên tử Không gian sâu có tần suất điều chỉnh là trên một tuần, cung cấp ứng dụng độc lập hơn", Eric Burt, nhà vật lý về đồng hồ nguyên tử ở Phòng thí nghiệm sức đẩy phản lực (JPL) của NASA, cho biết.

Nhóm nghiên cứu cũng báo cáo DSAC không cần lớp chắn bảo vệ trước nhiệt độ biến động và bức xạ nhưng vẫn hoạt động cực kỳ tốt. Công nghệ này có thể dẫn tới định vị tự động trên tàu vũ trụ bay vào không gian sâu và có vai trò thiết yếu với những nhiệm vụ có người lái xa hơn Mặt Trăng. Giới hạn hiện nay là tuổi thọ của thiết bị. Theo dự kiến, DSAC sẽ hoạt động trơn tru trong 3 - 5 năm. Nhóm nghiên cứu hy vọng thiết bị có thể vận hành 10 năm hoặc lâu hơn. DSAC đang nằm trên vệ tinh Orbital Test Bed kích hoạt vào ngày 23/8/2019. Tuần trước, NASA thông báo nhiệm vụ DSAC sẽ kéo dài tới tháng 8/2021.