توقف زمان در ماهواره‌های گالیله

سامانه گالیله مجموعه‌ای از 30 ماهواره ناوبری است که از سال 1384 تاکنون 18 نمونه آن (دو نمونه آزمایشی و 16 نمونه عملیاتی) به فضا پرتاب شده است. براساس برنامه اعلام شده تا پایان سال 1400، دست‌کم هشت ماهواره دیگر نیز به فضا پرتاب می‌شود. به این شکل در این سال 24 ماهواره عملیاتی گالیله در مدار است و سامانه گالیله می‌تواند خدمات مکان‌یابی ماهواره‌ای را به کل جهان ارائه کند. با تکمیل این منظومه ماهواره‌ای، دقت مکان‌یابی گالیله برای کاربران عمومی یک متر و کاربران خاص و نظامی تا حد یک سانتی‌متر خواهد بود!

اما بتازگی جان وُرنر، مدیر کل سازمان فضایی اروپا در نشستی اعلام کرد تاکنون ده ساعت اتمی ماهواره‌های گالیله از کار افتاده‌اند. اتفاقی که می‌تواند روی عملکرد صحیح این ماهواره‌ها اثر منفی بگذارد. به طور کلی همه ماهواره‌ها و فضاپیماها برای انجام فعالیت‌های خود به زمان‌سنج دقیق نیاز دارند. این موضوع در ماهواره‌های ناوبری اهمیت بیشتری دارد. زیرا یکی از عوامل مهم در دقت کار این ماهواره‌ها، زمان‌سنجی است و این ماهواره‌ها مسافت را بر اساس مدت زمان رفت و برگشت سیگنال محاسبه می‌کنند. این مدت بسیار کوتاه و در حد چند میلی‌ثانیه است. به همین دلیل در ماهواره‌های ناوبری از دقیق‌ترین ساعت‌های اتمی جهان استفاده می‌شود.

در ماهواره‌های گالیله از دو نوع ساعت اتمی روبیدیومی و هیدروژنی استفاده می‌شود. این ساعت‌ها را شرکت سوئیسی اسپکتراتایم می‌سازد. به گفته ورنر از ده ساعت از کار افتاده ماهواره‌های گالیله، سه نمونه آن روبیدیومی بوده و الباقی هیدروژنی است.

از کارافتادن این ساعت‌ها، تاکنون باعث از رده خارج‌شدن هیچ ماهواره‌ای نشده است. زیرا در هر ماهواره گالیله دو ساعت وجود دارد؛ یکی عملیاتی و دیگری پشتیبان است. اما این اتفاق باعث شده سازمان فضایی اروپا در طراحی ساعت‌های اتمی هشت ماهواره در انتظار پرتاب، بازنگری کند.

ساعت‌های اتمی برخلاف باور عمومی، رادیو اکتیو نیستند و بر پایه فروپاشی اتم‌ها کار نمی‌کنند؛ البته همانند ساعت‌های معمولی پاندول نوسانگر یا فنر ارتجاعی هم ندارند. مهم‌ترین تفاوت میان ساعت‌های معمولی و اتمی در این است که نوسان در ساعت‌های اتمی، نوسان میان هسته یک اتم و الکترون‌های اطراف پایه زمان‌سنجی است. این نوسان دقیقا مانند فنر مویی ساعت کوکی نیست، اما هر دوی این ساعت‌ها از شمارش نوسان‌ها برای اندازه‌گیری زمان استفاده می‌کنند.

محمدرضا رضائی

جام‌جم