Технический центр Европейского Космического Агентства в Нидерландах начал использовать часы, синхронизирующиеся на основе пульсаров. Система PulChron (“Пульхрон”) измеряет течение времени с помощью радиопульсов миллисекундной частоты от множества быстро вращающихся нейтронных звезд.
Действующая с конца ноября, эта система синхронизации на основе пульсаров размещена в Центре хронометража и геодезической валидации Galileo в Европейском центре космических исследований и технологий ESTEC в Нордвейке, Нидерланды. Система PulChron основана на текущих наблюдениях с помощью пяти мощных радиотелескопов по всей Европе.
Нейтронные звёзды - самая плотная форма наблюдаемой материи в космосе, сформированная из коллапсировавшего ядра взорвавшейся звезды. Крошечные в космическом отношении, с диаметром порядка десятка километров, они всё ещё имеют такую массу, которая больше нашего Солнца.
Пульсар - это тип быстро вращающейся нейтронной звезды с магнитным полем, который испускает излучения в виде луча со своих полюсов. Как раз из-за их вращения, поддерживаемого в устойчивом состоянии их крайне высокой плотностью, пульсары, как видно с Земли, испускают очень регулярные радиопульсации. Причём, это выглядит настолько необычно, что в 1967 году их первооткрыватель, британский астроном Джоселин Белл Бернелл, первоначально считал, что они могут быть доказательством существования пришельцев.
"Цель сисиемы PulChron - продемонстрировать эффективность временной шкалы на основе пульсаров в плане генерации и мониторинга спутниковой навигации в целом и получения времени для спутников системы” Галилео” в частности”, - инженер Стефано Бинда, курирующий проект PulChron.
"Шкала времени, основанная на измерениях пульсаров, обычно менее стабильна в краткосрочной перспективе, чем при использовании атомных или оптических часов. Но она может быть конкурентоспособной в очень долгосрочной перспективе, в течение нескольких десятилетий или более, за пределами срока службы любых отдельных атомных часов”.
"Кроме того, эта шкала времени по пульсарам работает совершенно независимо от того, какая технология атомных часов используется – она зависит не от переключений между состояниями атомной энергии, а от вращения нейтронных звёзд”.
PulChron уже собрал целую группу пульсаров-источников, изучая их с помощью пяти 100-метровых радиотелескопов, входящих в массив European Pulsar Timing Array. Вот эти телескопы: Westerbork Synthesis Radio Telescope в Нидерландах, Effelsberg Radio Telescope в Германии, Lovell Telescope в Великобритании, Nancay Radio Telescope во Франции Sardinia Radio Telescope в Италии.
Благодаря таким усилиям удалось отследить 18 высокоточных пульсаров в европейском небе для поиска любых временных аномалий, пригодных для доказательства существования гравитационных волн - флуктуаций в ткани пространства-времени, вызванных мощными космическими событиями.
Для “Пульхрона”, эти измерения с помощью радиотелескопов использованы, чтобы управлять показаниями атомных часов на основе активного водорода совместно с оборудованием центра Галилео. Такое совмещение создают конгломерат на основе краткосрочной и среднесрочной стабильности системы с долгосрочной надёжностью пульсаров.
Европейское Космическое Агентство создало механизм определения времени и геодезической валидации в первые же дни осуществления программы “Галилео” сначала для подготовки двух испытательных спутников GIOVE, а затем для поддержки охватывающей весь мир системы "Галилео", которая должна оставаться точной до нескольких миллиардных долей секунды. Этот объект продолжает служить независимым мерилом эффективности самой системы, связанным со станциями мониторинга по всему миру, а также инструментом для расследования аномалий.
Точность “Пульхрона” контролируется до нескольких миллиардных долей секунды, используя соседнюю лабораторию UTC, которая использует трое подобных атомных водородных мазерных часов плюс трио цезиевых часов для получения высокостабильного сигнала синхронизации, способствующего настройке скоординированного времени UTC.
Таким образом, можно отслеживать постепенное отклонение времени пульсара от времени UTC ESTEC – ожидаемая скорость изменения составляет около одной двухсоттриллионной секунды в день.
По информации Европейского Космического Агентства.
На изображении: пульсар SXP 1062, окруженный фронтом взрывной волны, образовавшегося в результате вспышки сверхновой. Источник: ESA/XMM-Newton/ L. Oskinova/M. Guerrero; CTIO/R. Gruendl/Y.H. Chu