Her zamankinden daha doğru – geleceğin uydu navigasyonu için yeni saatler

celikci

New member
Galileo uydularındaki saatlerin ne kadar doğru olduğuna dair kolay bir karşılaştırma yok. Saniyenin kesirleri mi yoksa milisaniyeler mi meselesi? Çok kesin değil. Galileo sistemi, nanosaniye hassasiyetinde olan atomik saatlere sahiptir. Bir milyar nanosaniye bir saniye kadar sürer. Alman Havacılık ve Uzay Merkezi’ndeki (DLR) Galileo Yetkinlik Merkezi’nden Prof. Felix Huber, “Kuantum Teknolojileri Enstitüsü’nde geliştirilen iyotlu lazer saatler, diğer sistemlerden çok daha doğru olacaktır” diyor. Zaman ne kadar iyi belirlenirse, örneğin yeryüzünde navigasyon o kadar güvenli olur.

Oberpfaffenhofen’deki Galileo Yetkinlik Merkezi 2019’da kuruldu ve geliştirme aşaması neredeyse tamamlandı. Yetkinlik merkezi, Galileo navigasyon sistemi için teknolojileri sürekli olarak geliştirir. Bu amaçla DLR enstitülerinin buluşları sanayi ile birlikte geliştirilerek uydu ve yer sistemlerinde kullanılabilecek hale getirilmektedir. Kuantum Teknolojileri Enstitüsü, Galileo Yetkinlik Merkezi tarafından yönetilen COMPASSO projesine iyot lazer saatleri ile katkıda bulunuyor. İyotlu lazer saatler artık uzayda kullanım için ortaklaşa onaylanmıştır: özellikle küçük, sağlam ve dayanıklı olmaları gerekir. COMPASSO projesi için İletişim ve Navigasyon Enstitüsü de iş ortaklarıyla birlikte çalışarak verileri ileten, uydu saatlerini senkronize eden ve mesafeleri büyük bir hassasiyetle belirleyen bir lazer terminali geliştirdi. Uzayda deneyleri destekleyen bir frekans tarağı ve diğer araçlar da vardır. Frekans tarağı, optik sinyalleri uydu navigasyonu için frekans aralığına iletir. Yazılım Teknolojisi Enstitüsü, deneyleri kontrol eden bilgisayar için işletim yazılımını sağlar. DLR Uzay Operasyonları, tüm operasyonun hazırlanmasını ve yürütülmesini destekler ve devralır.


Büyük etki ile minimum sapma



Galileo uydu navigasyon sistemi zaten son derece yüksek konumlandırma doğruluğu ve kesin zaman bilgisi sunuyor. Uydular, kullanıcıların konumlarını belirleyebilmeleri için navigasyon sırasında sürekli olarak veri gönderir. Felix Huber, verici ve alıcı arasındaki yayılma sürelerinin doğru bir şekilde yorumlanması son derece önemlidir: “Zaman ölçümündeki bir nanosaniyelik bir yanlışlık, mesafe ölçümünde 30 santimetrelik bir hataya karşılık gelir” diye açıklıyor Felix Huber. Bu pek bir şey gibi görünmüyor – sonuçta uydular dünyanın yörüngesinde yaklaşık 23.000 kilometre yükseklikte dönüyor. Ancak: Otomatikleştirilmiş araçlarda gezinirken bu tolere edilemez. Felix Huber, “Uydulardaki atomik saatler, birkaç santimetre aralığında gerçek zamanlı konumlandırma doğruluğuna izin verecek şekilde tam olarak eşleşmelidir” diyor.

COMPASSO projesindeki iyot lazer saatler, kuantum mekaniği ilkelerine dayanmaktadır. Fiziksel süreçleri atomik düzeyde, yani en küçüğün dünyasında tanımlar. Ulm’deki DLR Kuantum Teknolojileri Enstitüsü ve Hannover’deki DLR Uydu Jeodezisi ve Ataletsel Sensörler Enstitüsü’nün yanı sıra Galileo Yetkinlik Merkezi, karasal ve uzay tabanlı kuantum inovasyonlarında önemli bir rol oynuyor. Tabii ki, aynı zamanda geleceğin kuantum bilgisayarları için araştırma ve geliştirme çalışmalarına da odaklanılıyor.


Kullanıcılar için yüksek değer



En büyük faydayı elde etmek için gelecekteki sistemler nasıl tasarlanmalıdır? Hangi teknolojiler fark yaratıyor? Ve hangilerinin pazar potansiyeli var? Galileo Yetkinlik Merkezi, Robust Precise Timing Facility (RPTF) projesinde de bunu araştırıyor. COMPASSO’nun aksine, burada hiçbir uzay teknolojisi kalifiye değil, Galileo operasyonu için gerekli yer sistemleri daha da geliştirildi. Bu, Galileo sisteminde mükemmel zaman dağılımı için donanım ve yazılımdır. Yeryüzündeki ölçü aletleri isteğe göre genişletilebilir. Bir tür “ekip” gibi hareket ederler ve bazıları başarısız olsa veya değiştirilse bile mükemmel zamanlar sunarlar. Felix Huber, “Yerdeki referans zaman, uydular için her zaman güvenilir kalmalıdır” diye açıklıyor. “Güçlü Hassas Zamanlama Tesisi”nin yan etkisi: O kadar kararlıdır ki, diğer sistemlerde bakım ve sorun giderme için kullanılabilir.

Felix Huber, “Araştırma enstitülerden geliyor” diyor. RPTF söz konusu olduğunda, öncelikle DLR İletişim ve Navigasyon Enstitüsü’dür. Galileo Yetkinlik Merkezi, yeni fikirlerin piyasaya sürülmesini sağlar. Araştırma sonuçlarının endüstriyel ortaklarla birlikte uygulanabilmesi için teknoloji transferini destekler.