NASA test atoomklok in de ruimte voor reizen naar Mars

Er is al van alles de ruimte in gelanceerd: voetballen, gitaren, zelfs een sportauto. Op dat lijstje kan nu ook een vliegende klok. Vanochtend werd het apparaat in een baan om de aarde gebracht. Het is niet zomaar een uurwerkje. Met de atoomklok wil NASA navigatietechnieken gaan testen voor bemande reizen ver de ruimte in, naar Mars en verder.

Hoe kan een klok helpen bij het navigeren in de ruimte? Het heeft te maken met de manier waarop vluchtleiders de positie van een ruimteschip bepalen. Dat doen ze door een signaal naar het schip te sturen dat vervolgens weer terugkomt naar de aarde. Uit de tijd die het signaal over de heen- en terugreis doet, is af te leiden hoe ver weg het ruimtevaartuig is.

"Het is hetzelfde concept als bij een echo", legt NASA-onderzoeker Jill Seubert uit. "Als ik voor een berg sta te roepen, dan geldt dat hoe langer het duurt voordat de echo terugkomt, hoe verder de berg is."

Star Trek

Maar die echo-techniek is nogal traag en omslachtig. Zelfs met de snelheid van het licht kan een signaal naar Mars en weer terug er wel 40 minuten over doen. Onhandig voor ruimtevaartuigen die soms met tienduizenden kilometers per uur door het zwerk suizen. Maar er is nog geen alternatief.

De atoomklok moet daar verandering in brengen. Een ruimtevaartuig met zo'n klok aan boord moet nog steeds een signaal van de aarde krijgen. Maar daarna kan het schip alles zelf. Het kan met de klok zelf berekenen hoe lang het signaal erover heeft gedaan. En met die gegevens kunnen astronauten het straks hun positie en traject bepalen. Plot a course, net als in Star Trek.

In dit filmpje legt NASA uit het werkt:

"Met een klok aan boord wordt radionavigatie aan boord mogelijk", verklaart Todd Ely van NASA's atoomklok-team. "In combinatie met optische navigatie is dit veel beter en veiliger voor astronauten."

Maar met de waanzinnige snelheden en de enorme afstanden in de ruimte moet de klok wel ontzettend stabiel en nauwkeurig zijn. Een minuutje achterlopen kan honderden kilometers verschil betekenen. Vandaar dat NASA nu een atoomklok gaat testen in de ruimte, de Deep Space Atomic Clock. Het apparaat ter grootte van een broodrooster is klein en stabiel genoeg om straks echt met ruimteschepen mee te vliegen.

De atoomklok werd vanochtend met een Falcon Heavy-raket van SpaceX gelanceerd, samen met nog 23 kleine satellieten. Volgens topman Elon Musk was het daardoor de ingewikkeldste lancering tot nu toe. De satellieten moesten in verschillende banen worden gebracht.

Andere minisatellieten zijn onder meer LightSail2, een ruimtevaartuigje met een zeil dat kan manoeuvreren door zonlicht op te vangen. Een andere kleine kunstmaan bevat as van 150 overledenen. Een van hen is Bill Pogue, een Amerikaanse astronaut die eind jaren 70 in het ruimtestation Skylab verbleef. Hij overleed in 2014.