Atomik Saat : NASA Pazartesi Günü Derin Uzay Saatini Başlatacak

NASA, insanların zamanı keşfetme şeklini değiştirebilecek bir teknoloji gösteri görevinde yarın (24 Haziran) SpaceX Falcon Heavy ile (uzay aracı) yepyeni bir atom saati başlatmaya hazırlanıyor .

NASA’nın Jet Propulsion Laboratuvarı tarafından geliştirilen Derin uzay atomik saati, burada Dünya’da kullandığımız atomik saatlere ve GPS sağlayan uydulardaki gibi uzaya hazır bir güncellemedir.

İdeal olarak, bu yeni atom saati uzay gemisindeki uzaydaki uzaktaki nesnelere navigasyon yapacak -örneğin Mars’a giderken gibi. Uzay aracının, bilim adamlarının Derin uzay atomik saati ile elde etmeyi umdukları pozisyonunun ölçülmesindeki hassasiyet, uzay ile derinlemesine seyahat eden uzay aracının, Dünya ile çok fazla iletişim kurmadan kendi başlarına hareket etmelerini sağlayacaktır. NASA, uzay gemisinin şu anda nasıl seyredildiğine dair büyük bir gelişme olacağını söyledi.

Atomik Saat Nasıl Çalışıyor? 

Astronomlar uzayda gezinmek için zaten saatler kullanıyor. Uzay aracına bir sinyal gönderiyorlar ve onu Dünya’ya geri gönderiyorlar. Bu gidiş dönüşün zamanı bilim insanlarına uzay aracının Dünya’dan olan uzaklığını söyler. Bunun nedeni, sinyalin ışık hızında hareket etmesi, uzay aracına ve geriye gitmek için harcadığı zamanla destekli olması, mesafeyi bulmak sadece basit bir hesaplama değildir.

Zaman içinde birden fazla sinyal göndererek, bilim adamları bir uzay aracının yörüngesini (nerede olduğunu ve nereye gittiğini) hesaplayabilir. 

Ancak bir uzay aracının küçük bir hata payı içindeki yerini bilmek için, astronomların NASA’ya göre, saniyenin milyarda birini ölçebilecek çok hassas saatlere ihtiyaçları var. Ayrıca son derece stabil olan saatlere de ihtiyaç duyarlar. Buradaki “Kararlılık”, bir saatin ne kadar tutarlı bir şekilde ölçüldüğünü gösterir. Saatlerin her zaman “saniye” ile aynı süreyi ölçtüğünü düşünürken, saatlerin sürüklenme eğilimi vardır ve yavaş yavaş “saniye” olarak daha uzun ve daha uzun süre işaretlenir. Uzay taşıtlarının uzak uzayda konumlarını ölçmek için astronomların atom saatlerinin, günler ve haftalar boyunca saniyenin milyarda birinden daha iyi olması için tutarlı olmaları gerekir.

Bileklerimizde taktıklarımızdan, uydularda kullanılanlara kadar, modern saatler, çoğu zaman bir kuvars kristali osilatörü kullanarak zaman alırlar. NASA’nın ifadesine göre, bunlar, kuvars kristallerinin kendilerine voltaj uygulandığında kesin bir frekansta titreştiği gerçeğinden faydalanıyor. Titreşimler ayaklı duvar saatindeki sarkaç gibi hareket eder.

Ancak, uzay navigasyon standartlarına göre, kuvars kristal saatler hiç de stabil değildir. Altı hafta sonra, ışık hızında 185 mil (300 kilometreye) çevrilen tam bir milisaniye kadar ileri/geri olabilirler. NASA, bu kadar hatanın hızlı hareket eden bir uzay aracının konumunu ölçmede büyük etkisi olacağını söylemiştir.

Atomik saatler, kuvars kristali osilatörlerini belirli atom tipleriyle birleştirerek daha iyi stabilite sağlar. NASA’nın Derin Uzay Atom Saati , cıva atomlarını kullanacak ve dört gün sonra bir nanosaniyeden az, 10 yıl sonra da bir mikrosaniyeden az olacaktır. NASA’ya göre saatin bir saniye kadar yanlış gitmesi 10 milyon yıl alacaktır.

Atomik saatlerin , elektronlarla çevrili proton çekirdeği ve nötronlardan oluşan atomların yapısından yararlandığını öğrenmek şaşırtıcı olmayabilir . Her bir elementin atomları çekirdekte farklı sayıda proton bulunan ayrı bir yapıya sahiptir. Her bir atom tipindeki elektronların sayısı değişebilirken, elektronlar farklı enerji seviyelerini işgal eder ve tam olarak doğru miktarda enerji sarsıntısı, bir elektronun çekirdek etrafında daha yüksek bir enerji seviyesine atlamasına neden olabilir.

Bir elektronun bu atlamayı yapması için gereken enerji, her bir element için benzersizdir ve o elementin tüm atomlarına tutarlıdır. Jet Propulsion Laboratuvarı’ndaki atom saati fizikçisi Eric Burt, “Bu yörüngeler arasındaki enerji farkının böylesine kesin ve istikrarlı bir değer olduğu gerçeği, atomik saatler için gerçekten anahtar bileşendir.”

 “Atomik saatlerin mekanik saatlerin ötesinde bir performans seviyesine ulaşmasının nedeni budur.”

Temelde, atomik saatler kendilerini düzeltebilirler. Atomik bir saatte, kuvars osilatörünün frekansı, belirli bir elementten bir atom topluluğuna uygulanan frekansa dönüştürülür. Frekans doğru ise, atomlardaki birçok elektronun enerji seviyelerini atlamasına neden olur. Ancak değilse, daha az sayıda elektron atlayacaktır. Bu, kuvars osilatörünün frekanssız olduğunu ve ne kadar düzeltileceğini söyler. Derin Uzay Atomik saatinde, bu düzeltme birkaç saniyede bir kuvars osilatörüne hesaplanır ve uygulanır.

Fakat bu, Derin Uzay Atomik Saatini özel yapan şey değildir. Bu saat sadece cıva atomlarını değil, aynı zamanda yüklü cıva iyonlarını da kullanır.

İyonlar elektrik yüküne sahip atomlar oldukları için elektromanyetik bir “tuzak” içinde bulunabilirler. Bu, atomların, normal atom saatlerinde kullanılan nötr atomlarla ilgili ortak bir problem olan vakum odasının duvarları ile etkileşime girmesini önler. Vakum duvarları ile etkileşime girdiklerinde, sıcaklık gibi çevresel değişiklikler atomların kendilerinde değişikliklere neden olabilir ve frekans hatalarına neden olabilir.

Derin Uzay Atomik Saati, NASA’ya göre bu tür çevresel değişikliklere maruz kalmayacak ve böylece GPS uydularında kullanılan saatlerden 50 kat daha kararlı olacak. Saat Pazartesi günü başlatıldıktan sonra, bilim adamları günlerini, daha sonra ayları yörüngede geçirirken saatin hassasiyetini test etmeye başlayabilecekler.

Derin Uzay Atomik Saati, Florida’daki Kennedy Uzay Merkezi’nden iki düzine yükten biri olarak SpaceX Falcon Heavy roketinde fırlatılacak .

Bilim ve Düşünce
Bilim ve Düşünce'de, öğrenmenin hiç bitmeyen bir süreç olduğuna ve bu büyük ilhamın bir soruyla başladığına inanıyoruz. İster bilim, tarih, matematik ya da din ile ilgili olsun, derinlemesine makalelerimiz size akıllı, bilgili ve emin olmak için ihtiyaç duyduğunuz cevapları ve bilgileri sağlar.

Yorum Yaz

Lütfen yorumunuzu girin
Lütfen isminizi giriniz

Diğer Konularımız

Kürtaj Nedir ve Ne Demektir?

Kürtaj, hamile kalındıktan sonra, hamileliğin kasıtlı olarak sonlandırılmasıdır. Kadınların gebeliklerine son vermesini sağlayarak gelişmemiş embriyo veya fetusu sonlandırmayı  içermektedir. Bu nedenle Amerikan siyasetinde tartışmalı...

Kerry James Marshall : Siyahilerin Sanatçısı

Kerry James Marshall (17 Ekim 1955 doğumlu), önde gelen çağdaş bir Afro-Amerikalı sanatçıdır. Sanat dünyasının üst kademesine yükselerek siyahi sanatçılar için çığır açarken, Amerika'daki...

Araştırmalar Online – Uzaktan Eğitim Hakkında Ne Diyor?

Uzaktan yada online eğitim, eğitim dünyasında büyük bir etki yaratmıştır. Online/Uzaktan eğitim, istatistikleri ve çalışmaları ile, Online/Uzaktan öğrenmenin, üniversite diploması kazanmak için etkin ve...

Üniversite Transfer Yazısı Örneği

Aşağıdaki örnek deneme, Ahmet adlı bir öğrenci tarafından yazılmıştır. “Lütfen transfer nedenlerinizi ve ulaşmayı umduğunuz hedefleri ele alan bir bildiri sunun” sorusuna yanıt olarak...

Macbeth’in Hırsı

William Shakespeare'in trajedisi Macbeth Romanında hırsı, tehlikeli bir yaşam kalitesi olarak sunuluyor. Herhangi bir ahlak kavramı tarafından kontrol edilmediğinden, hem Macbeth'in hem de Lady...