三台原子钟将随梦天实验舱升空 建立一套异常精确的天基计时系统

他最近在山西太原举行的第二届中国空间科学大会上说，这些设备被装在一对冰箱大小的舱内，正在等待10月从中国文昌航天发射场升空。

顾逸东说，它们将对超高精度定位、国防、深空探测和基础物理研究产生深远影响。

原子钟是世界上已知最精确的计时仪器，它利用激光测量原子的振动——原子中的电子在能量态之间来回跃迁，就像同步摆动的微小钟摆一样。

据报道，这种时钟是导航卫星最重要的组成部分，每一颗卫星都包含多个原子设备，为定位信号提供非常精确的时间数据。

最好的实验室原子钟是如此精确，如果它们从宇宙诞生之日起就一直运转，到今天误差只会约半秒。

然而，在把这些时钟送入太空前缩小它们的体积是一项艰巨的任务。天基原子钟需要超小的尺寸和强劲的性能，其设计和技术要比实验室里的原子钟更尖端。

2016年成功发射的天宫二号空间实验室搭载了世界上首台在轨运行的冷原子钟，这台时钟利用激光束来捕获、冷却和探测铷原子。

由中国科学院上海光学精密机械研究所物理学家刘亮及其同事研制的这台时钟被装在一个盒子内，连续在轨运行了34个月。

顾逸东说，中国空间站上的新时钟将包括一台冷原子铷微波钟、一台冷原子锶光钟和一台主动型氢原子钟。

其中，锶光钟由中国科学院国家授时中心研制，将是首个被送入太空的锶光钟。

包括铷、锶和铯在内的元素是科学家制作原子钟的首选，因为它们相对稳定，而且它们的振动更容易观察。

将奔赴中国空间站的三台时钟可以独立工作并相互比较读数，从而以前所未有的精确度测量时间。

顾逸东说，地面测试进展顺利，原子钟在太空运行后，其性能可以进一步提高。

报道称，这些装置是空间站上最复杂、最昂贵的研究舱，还将用于检验基础物理学，帮助科学家对常数进行更精确的测量，寻找暗物质和暗能量的证据，以及探索黑洞在遥远宇宙中的合并。

下个月，搭载这些原子钟和其他设备的梦天实验舱将与天和核心舱、问天实验舱对接，从而完成T形空间站的建设。