System Atomic Clock Ensemble in Space pomoże lepiej zrozumieć czym jest czas

Najnowocześniejszy system pomiaru czasu stworzony przez ESA – Atomic Clock Ensemble in Space (ACES), został pomyślnie zainstalowany na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS).

Jak tłumaczą inżynierowie ESA, Atomic Clock Ensemble in Space wystartował 21 kwietnia 2025 r. na pokładzie rakiety Falcon 9 z NASA Kennedy Space Center na Florydzie, w ramach 32. komercyjnej misji SpaceX na Międzynarodową Stację Kosmiczną. W dniu 25 kwietnia robotyczne ramię stacji zainstalowało ładunek na zwróconej ku Ziemi stronie stacji, gdzie znajduje się laboratorium ESA Columbus i ma on działać przez 30 miesięcy.

Opracowany przez ESA we współpracy z europejskimi firmami, takimi jak Airbus, ACES na swoim pokładzie przeniósł najdokładniejsze zegary atomowe, jakie kiedykolwiek wystrzelono w kosmos – PHARAO – czasomierze oparte na cezie opracowane przez francuską agencję kosmiczną CNES oraz Space Hydrogen Maser, które zostały zbudowane przez Safran Timing Technologies w Szwajcarii.

Zegary te będą działać w połączeniu z najnowocześniejszym systemem komunikacji mikrofalowej i laserowej, aby wskazywać czas z orbity z niespotykaną dotąd precyzją i umożliwić ACES ustanowienie „sieci zegarów”, porównując czas z najdokładniejszymi urządzeniami na Ziemi. Pomoże to naukowcom lepiej zbadać naturę czasu, przetestować ogólną teorię względności i pomóc utorować drogę do przedefiniowania sekundy w oparciu o zegary optyczne nowej generacji.

Jak tłumaczą inżynierowie ESA, po zakończeniu instalacji, kolejnym krokiem będzie pierwsza aktywacja systemu, zaplanowana na 28 kwietnia. Urządzenia zostaną połączone z kontrolą naziemną, umożliwiając przesyłanie danych z Atomic Clock Ensemble in Space, jak wysyłanie komend przez inżynierów na Ziemi.

Następnie nastąpi sześciomiesięczna faza rozruchu, podczas której inżynierowie i naukowcy skalibrują instrumenty, przetestują łącza transferu czasu i scharakteryzują działanie zegarów. ACES będzie łączyć się z zegarami w wybranych stacjach naziemnych kilka razy dziennie, gdy będzie krążyć wokół planety.

Gdy wiele zegarów znajdzie się w tym samym polu widzenia stacji, na przykład dwa zlokalizowane w Europie, Atomic Clock Ensemble in Space może osiągnąć dokładność do około 10 kwintylionowych sekundy, w ciągu zaledwie kilku dni. To zdaniem badaczy, jeden do dwóch rzędów wielkości lepiej niż dzisiejsze systemy wykorzystujące satelity nawigacyjne, takie jak GPS. Porównanie czasu na zegarach na różnych kontynentach, z taką dokładnością, zajmie około tygodnia.

Po fazie wstępnej, Atomic Clock Ensemble in Space rozpocznie dwuletnią fazę naukową, z dziesięcioma zaplanowanymi sesjami po 25 dni zbierania danych. Zostaną one udostępnione wszystkim naukowcom, co pomoże lepiej poznać czas.

Emil Gołoś