ساعة مرجعية ذرية أساسية في الفضاء

كانت مهمة الساعة الذرية المرجعية الأساسية في الفضاء (PARCS) مهمةً لتطوير ساعة ذرية ، وكان من المقرر إطلاقها على متن محطة الفضاء الدولية (ISS) عام 2008، إلا أنها أُلغيت لإفساح المجال أمام رؤية استكشاف الفضاء . ^{[ 1 ]} تضمنت المهمة، التي كان من المقرر أن تمولها وكالة ناسا ، ساعة ذرية من السيزيوم المبرد بالليزر ، ونظام نقل زمني باستخدام أقمار نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). كان من المقرر أن تُطلق PARCS بالتزامن مع مذبذب الميكروويف فائق التوصيل (SUMO) ^{[ 2 ]،} وهو نوع مختلف من الساعات كان من المقرر مقارنته بساعة PARCS لاختبار نظريات معينة. كانت أهداف المهمة كما يلي:

• اختبار نظرية الجاذبية
• دراسة الذرات المبردة بالليزر في بيئة انعدام الجاذبية
• تحسين دقة ضبط الوقت على الأرض

كان الموقع المقترح لإجراء التجربة على محطة الفضاء الدولية يقع على المنشأة الخارجية للوحدة التجريبية اليابانية (JEM). وقد أتاح هذا الموقع رؤية جيدة لكوكبة أقمار نظام تحديد المواقع العالمي (GPS )، اللازمة لمقارنة التوقيتات الفضائية والأرضية. إضافةً إلى ذلك، كان الحجم والطاقة المتاحة ونظام التبريد مناسبين تمامًا لمتطلبات المهمة.

تتيح بيئة انعدام الجاذبية في الفضاء إبطاء حركة الذرات إلى سرعات أقل بكثير من تلك المستخدمة في الساعات الذرية الأرضية، مما يُحسّن دقة الساعة بشكل ملحوظ. ستُقارن هذه الساعة الفضائية فائقة الدقة باستمرار مع مذبذب SUMO، وستُستخدم هاتان الساعتان (لاختلافهما الجوهري) لاختبار " ثبات الموقع المحلي ". وستُسفر المقارنات بين الساعات الفضائية والأرضية عن قياس مهم لانزياح التردد الجاذبي. وأخيرًا، ستُستخدم الإشارات المُرسلة إلى الأرض عبر نظام نقل الوقت GPS كمعيار زمني دولي مُتاح للجميع على وجه الأرض.

يُعد مشروع PARCS جهدًا تعاونيًا بين المنظمات التالية:

• مختبر الدفع النفاث (JPL)، الذي ساهم في تطوير معدات الطيران
• المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST)، الذي ساهم في اختبار المفاهيم/التطوير
• جامعة كولورادو ، التي ساهمت في اختبار الجاذبية

كان بيل كليبستين من مختبر الدفع النفاث (JPL) العالم الرئيسي للمشروع، وديف سايدل من مختبر الدفع النفاث (JPL) مدير المشروع. أما الباحثون الرئيسيون المشاركون فهم دون سوليفان وبيل فيليبس من المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST)، ونيل آشبي من جامعة كولورادو. وكان جون ليبا من جامعة ستانفورد الباحث الرئيسي لمشروع SUMO، وجون ديك من مختبر الدفع النفاث (JPL) العالم الرئيسي للمشروع.

• المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا