９月２６日（木）：宇宙計時のための新技術

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＜今日のテーマ＞：　時計の再開発：ＮＡＳＡの宇宙計時のための新技術

地球上では、腕時計が数秒遅くても問題ないかも知れない。しかし、宇宙船の重要な機能には、１０億分の１秒以下の精度が必要である。たとえば、 GPS を使用したナビゲーションでは、衛星からの正確なタイミング信号に依存して位置を特定している。ＮＡＳＡのゴダード宇宙飛行センターの三つのチームは、宇宙探査の計時を新たな精度に引き上げるために取り組んでいる。

あるチームは、重要な宇宙船の通信とナビゲーションを支援するために、高精度の量子クロック同期技術を開発している。別のチームは、望遠鏡を一つの巨大な天文台として機能させるために、宇宙ベースのプラットフォームでの時計同期の技術を採用することに取り組んでいる。第３のチームは、現在の技術では不可能な科学観測を可能にするために、金属化学元素であるストロンチウムをベースとした宇宙船用原子時計を開発している。

社会では、電力網管理、株式市場の開場、金融取引など、多くの重要な機能にクロックの同期が必要である。二つのクロックを並べて同期させると、永遠に同じ速度で時を刻むことが期待できるかも知れない。しかし、実際には、特にそれらの時計が時速数万マイルで移動する宇宙船に搭載されている場合には、時間が経過すればするほど時計は同期しなくなる。

時計を同期させ、望遠鏡を結んで、これまで以上に多くのものを見る。
天文学では、一般的経験則では、望遠鏡が大きければ大きいほど、そのイメージは良くなる。仮に地球ほどの大きさの望遠鏡があれば、宇宙のイメージは非常に高解像度になるが、それは現実的ではない。しかし、さまざまな場所に複数の望遠鏡を設置し、各望遠鏡が高い時間の精度で記録し、その後、その観察をつなぎ合わせて、超高解像度のイメージを作成できる。

宇宙旅行のためにつくられた光原子時計
現在、宇宙船のナビゲーションシステムは、可能な限り正確な時刻を得るために、搭載された原子時計に依存している。ゴダードの物理学者は、原子時計のより正確なタイプである光原子時計を研究している。光原子時計は実験室には存在しているが、チームは、より精度の高い宇宙船対応バージョンの開発を目指している。

＜ひとこと＞：　記事は要約です。地球規模の望遠鏡の実例としては、２０１９年４月に発表された、イベント・ホライズンズ・テレスコープによって撮影された M87 中心の超大質量ブラックホールが知られている（左上の図）。この撮影では地球規模の８基の電波望遠鏡が、数日間にわたって収集した撮影データを基に作成された。大判はイメージのリンクから。

＜出典＞：　 Goddard Digital Team