ACES будет измерять время с непревзойденной точностью, стремясь подтвердить, как время изгибается, замедляется и растягивается в различных космических условиях.
ACES в Космическом центре имени Кеннеди НАСА.
ЕКА
Европейское космическое агентство (ЕКА) запустило на Международную космическую станцию (МКС) один из своих самых точных на сегодняшний день научных экспериментов — ансамбль атомных часов в космосе (ACES).
Это не обычные часы — это высокоточный прибор, созданный для проверки специальной и общей теории относительности Эйнштейна.
ACES будет измерять время с непревзойденной точностью, стремясь подтвердить, как время изгибается, замедляется и растягивается в различных космических условиях.
Согласно специальной теории относительности, чем быстрее движется объект, тем медленнее для него идет время. Общая теория относительности объясняет, что время также замедляется, чем глубже что-то находится в гравитационном поле.
Это означает, что МКС, вращающаяся вокруг Земли со скоростью 8 километров в секунду и вдали от ее гравитационного захвата, ощущает время совсем немного иначе, чем мы на Земле. Различия незначительны — доли секунды — но имеют решающее значение.
ACES уловит эти неуловимые тики и так, не только подтверждая гениальность Эйнштейна, но и потенциально выявляя пробелы в нашем понимании самого времени.
Время расходится на орбите
Он будет проводить свои эксперименты в течение следующих 30 месяцев на борту МКС. В течение этого периода ACES соберет сверхточные данные по меньшей мере в десяти окнах наблюдения, каждое из которых будет длиться около 25 дней.
Сигналы его часов будут передаваться на Землю двумя различными способами, а затем они будут сопоставляться с наземными атомными часами, чтобы уловить даже самые незначительные отклонения.
Самые точные из когда-либо созданных хронометров — оптические часы, которые могут измерять время с точностью до нескольких частей миллиарда миллиардов (это 1 из 10¹⁸) — и они становятся только лучше. Хотя ACES не достигнет такого уровня точности, его приборы все равно являются новаторскими. В мире спутниковых систем ничто не приближалось так близко к идеальному хронометрированию.
Этот скачок в точности позволит ученым проверить замедление времени как никогда ранее и исследовать, действительно ли фундаментальные константы природы постоянны. ACES может даже помочь исследовать определенные диапазоны масс темной материи и предложить понимание внутренней структуры Земли.
Часы ФАРАО
В основе миссии лежат двое усовершенствованных атомных часов. Одни из них — PHARAO (Projet d'Horloge Atomique à Refroidissement d'Atomes en Orbite), часы на основе цезия, разработанные для компактности в условиях микрогравитации, в отличие от громоздких земных аналогов.
Другой — SHM, или Space Hydrogen Maser, который отсчитывает время с помощью микроволн и атомов водорода. Представьте себе микроволновую версию лазера — точную, стабильную и идеальную для космической науки.
Часы, бросающие вызов физике
Вместе эти двое часов настолько точны, что будут терять всего одну секунду каждые 300 миллионов лет. Вся система будет установлена снаружи модуля Columbus МКС, аккуратно позиционирована с помощью роботизированной руки станции.
«ACES — это высокочувствительный аппарат, состоящий из сложных и взаимосвязанных подсистем, которые должны работать в гармонии. Команда столкнулась со многими проблемами и должна была разработать умные решения», — сказал в пресс-релизе Томас Пенье, главный инженер ACES.
«Например, чтобы предотвратить повреждение часов под воздействием магнитных полей, мы проводили магнитные исследования перед перемещением ACES куда-либо, использовали специальное оборудование для защиты ACES во время испытаний, а все инструменты, электронные устройства и металлические детали, вплоть до гаек и болтов, измерялись и при необходимости размагничивались перед тем, как они приближались к ACES».
«Это высокоточная работа для высокоточного объекта».
«Мы в восторге от возможностей, которые сеть часов, созданная ACES, откроет для фундаментальных физических исследований, геодезических приложений и глобального хронометража», — заявил в своем заявлении ученый проекта ACES ЕКА Луиджи Каччапуоти.
«Сегодня ACES реагирует на насущную потребность научного сообщества и, несомненно, сыграет ключевую роль в продвижении к переопределению стандартной единицы времени — так называемой секунды СИ — с точки зрения оптического стандарта частоты».
Sourse: interestingengineering.com
