El artículo de TechCrunch de la NASA detalla el reloj atómico del espacio profundo y otras pruebas lanzadas en SpaceX Falcon Heavy dice:
Jill Seubert, Deep Space Navigator de la NASA, explicó que este es el primer reloj espacial atómico basado en iones del mundo. “Es unas 50 veces más estable que los relojes atómicos GPS que usamos”, agregando que actualmente tenemos que navegar desde la Tierra porque los relojes a bordo de las naves espaciales no son muy buenos para mantener la precisión del tiempo.
y luego dice:
Eso permitirá el seguimiento unidireccional, cuando se combina con los datos recopilados por una cámara a bordo, utilizando una señal de la Tierra a la nave espacial, o de la nave espacial a la Tierra, pero sin necesidad de un viaje de ida y vuelta. Esto permite un seguimiento más eficiente en todos los vuelos, porque comparte menos tiempo con una red de espacio profundo existente. También permite la "nave espacial autónoma", como lo expresó Seubert , que no requiere ninguna dirección de los navegantes en la tierra. (énfasis añadido)
Pregunta: ¿ Exactamente cómo un reloj atómico facilita una "nave espacial autónoma" cuando se combina con una cámara a bordo?
¿Sigue siendo necesario captar una señal horaria de baliza desde la Tierra? ¿Para qué sirve exactamente la cámara?
Relacionado:
Hablé con los dos líderes de DSAC en el reciente AMA en reddit. Aquí están mis comida para llevar. Primero señalaré esta gran respuesta, que explica cómo se puede usar el reloj para simplificar la navegación con el DSN. Me centraré específicamente para qué sirve la cámara.
Hay dos tipos de determinación de la órbita: navegación absoluta y navegación relativa. La navegación absoluta responde a las preguntas sobre dónde estoy en el sistema solar en un marco inercial. La navegación relativa responde a la pregunta de dónde estoy en relación con algún objeto de interés (generalmente otra nave espacial). Por ejemplo, la nave espacial Dragon utiliza un sensor de navegación relativa LIDAR para operaciones de proximidad durante el acoplamiento con la ISS. Se han propuesto cámaras para reemplazar los lidars en la navegación relativa.
La navegación relativa adolece de un problema, no es totalmente observable. No puede (en general, hay formas de hacerlo observable) conocer su estado orbital absoluto solo a partir de mediciones relativas. La navegación absoluta (incluso si es precisa hasta el metro) generalmente no es suficiente para operaciones de proximidad; de ahí la necesidad de una navegación relativa.
Muchas naves espaciales ya utilizan la navegación relativa autónoma, pero no pudieron realizar una determinación absoluta a bordo debido a los requisitos de sincronización súper estrictos. Ahora, con el DSAC, cualquier nave espacial podría tener a bordo sistemas de navegación absolutos y relativos. Una vez que incorpora la optimización de la trayectoria, todo lo que necesita hacer es darle un destino a la nave espacial y podría llegar allí por su cuenta y realizar operaciones de proximidad allí con poco o ningún apoyo en tierra (excepto por el DSN que transmite una marca de tiempo).
Lea este documento de DSAC y este para comprender mejor el DSAC. Los líderes de DSAC me recomendaron estos documentos (también escribieron ambos documentos).
Ahora que la hora exacta está disponible en la propia nave espacial, se puede combinar con el rastreador de estrellas y la navegación de púlsares de rayos X (X-Nav) para obtener una posición precisa, la rotación y la velocidad. Los relojes anteriores de naves espaciales menos precisas requerirían una recalibración constante de los sistemas de radio de la Tierra con sus propios relojes atómicos.
Hace 50 años, era prácticamente imposible realizar todos los cálculos de navegación orbital a bordo de una nave espacial. Los cálculos y la determinación de la trayectoria se realizaron desde tierra, y las computadoras de la nave espacial eran más para funciones de piloto automático y "asistencia de vuelo".
uwe