Первые в мире так называемые высокоточные оптические часы с применением технологии фотоники, формирующие сигнал точной частоты и времени, покажет на Международном авиакосмическом салоне МАКС-2021 холдинг «Российские космические системы» (РКС, входит в Госкорпорацию «Роскосмос»). Новое высокотехнологичное устройство позволит на порядок повысить точность геопозиционирования ГЛОНАСС. 

Технология будет востребована при создании беспилотных автомобилей и летательных аппаратов, систем прецизионного земледелия и морского хозяйства, мобильных сервисов с геопривязкой высокой точности, «умных» городов и других наукоемких систем и технологий. Данные часов незаменимы в науке, в частности, гравиметрии (наука об измерении величин, характеризующих гравитационное поле Земли и других небесных тел), градиометрии (совокупность методов измерений активности источников ионизирующего излучения), при исследованиях свойств антивещества, поиске темной материи. Кроме того, ученые, изучающие фундаментальную физику, смогут провести тест общей теории относительности Альберта Эйнштейна, которая описывает ускоряющиеся объекты и объясняет природу такого явления, как гравитация и существование частиц гравитонов. 

Генератор ультрастабильных сигналов частоты на холодных ионах иттербия был создан в широкой научно-производственной кооперации: РКС выступает индустриальным партнером, основным разработчиком — Физический институт имени П.Н. Лебедева РАН. Также в разработке участвуют Сколковский институт науки и технологий, ООО «Авеста» и Институт лазерной физики Сибирского отделения РАН. Метрологическое сопровождение обеспечивается Всероссийским научно-исследовательским институтом физико-технических и радиотехнических измерений (ВНИИФТРИ).

Технический руководитель работ от РКС Александр Скрытник

«Одним из ключевых факторов, определяющих качество функционирования спутниковой навигации, является точность и стабильность сигнала времени, формируемого бортовым синхронизирующим устройством. Востребованность в точном позиционировании и синхронизации постоянно расширяется. Стандарты частоты с применением новых технологий помогут сделать значительный рывок в повышении точности российской спутниковой системы навигации ГЛОНАСС». 

Как это работает 

Представленные на стенде РКС высокоточные оптические часы, а официально — оптический генератор ультрастабильных опорных сигналов частоты — первый наземный прототип перспективного бортового стандарта частоты, созданного с применением технологии фотоники. В его основе лежит использование физических свойств химического элемента иттербия (Yb), охлажденного до близкой к абсолютному нулю температуры. Разработанный экспериментальный образец компактного транспортируемого генератора ультрастабильных опорных сигналов частоты состоит из двух функционально разделенных половин — оптической и электронной. В состав первой входит вакуумный оптический спектроскоп, включающий в себя источник горячих атомов иттербия, лазерные системы фотоионизации, доплеровского охлаждения (т.н. метод оптической «патоки»), контроля квантовых состояний и опроса метрологического перехода между энергетическими уровнями в иттербии. Для предварительной стабилизации последней системы используется высокостабильный оптический резонатор, изготовленный из стекла с нулевым коэффициентом термического расширения. 

Дальнейшая работа по созданию компактного и виброустойчивого устройства бортового оптического стандарта частоты позволит производить формирование прецизионной групповой орбитальной шкалы времени, обеспечит наносекундную точность синхронизации, что повысит до сантиметрового уровня точность межспутниковых измерений в высокочастотном радио- и оптическом диапазонах. 

Источник: www.roscosmos.ru

Похожие новости

  • 16/02/2021

    Ключевые результаты в сфере науки Алтайского края в 2020 году

    Научный комплекс Алтайского края сегодня представлен 4 научно-исследовательскими институтами, в числе которых 2 учреждения Сибирского отделения Российской академии наук и Федеральный Алтайский научный центр агробиотехнологий.
    1170
  • 16/04/2021

    Разработки самого высокого полета

     Каждый восьмой грант, получаемый учеными региона, посвящен аэрокосмическим исследованиям. Новосибирские ученые вносят большой вклад в освоение космоса: тренажер для стыковки космических аппаратов, технология для изготовления солнечных батарей на орбите и на Луне, катализаторы орто-пара-конверсии водорода, аэродинамические исследования перспективного российского многоразового космического корабля «Орел» — вот далеко не полный перечень разработок, рожденных в Сибири.
    694
  • 17/03/2021

    «Поймать рядового Нейтрино»: как из глубин Байкала исследуют тайны Вселенной

    Нейтрино – незаряженные элементарные частицы с очень маленькой массой. Они слабо взаимодействуют с магнитными полями, не скрадываются космической средой. Считается, что только эти частицы способны пройти Землю насквозь, а одного человека за сутки «прошивает» триллион нейтрино.
    951
  • 18/12/2020

    Инструмент размером с полстраны

    ​С помощью трех российских телескопов, расположенных в вершинах гигантского треугольника, можно составить трехмерную карту земной поверхности с точностью до одного миллиметра​.   В обсерватории Светлое Института прикладной астрономии (ИПА) РАН под Петербургом 4 декабря сдан в эксплуатацию радиотелескоп РТ-13.
    661
  • 12/02/2021

    Искусственный интеллект в борьбе с коронавирусом

    Красноярские ученые придумали, как использовать искусственный интеллект для более точного определения площади поражения легкого коронавирусом и даже прогнозировать возможные осложнения. Это позволит врачам быстро назначать больному необходимую терапию и реабилитировать его после перенесенного ковида.
    805
  • 20/04/2021

    Как ловят нейтрино на дне Байкала

    ​Пока вы читаете эти строки, сквозь вас "пролетают" миллиарды нейтрино. Некоторые из них родились в недрах Солнца, другие образовались в атмосфере, третьи проделали невероятный путь из самых отдаленных уголков Вселенной.
    413
  • 09/04/2021

    Инновационный новосибирский тест на COVID-19 по дыханию представили на крупной выставке в Москве

    ​Учёные ведущих вузов России и эксперты экспортного центра оценили устройство новосибирских разработчиков, позволяющее сдать тест на коронавирус по дыханию.  Разработанный учёными Института автоматики и электрометрии СО РАН и компании «Сайнтификкоин» газоанализатор HEALTHMONITOR, позволяющий сдать тест на COVID-19 по дыханию, представили на международной выставке «Фотоника.
    495
  • 05/12/2019

    Сибирским ученым присуждена премия Правительства Российской Федерации 2019 года в области науки и техники

     Сотрудникам институтов, находящихся под научно-методическим руководством Сибирского отделения РАН, присуждены премии Правительства России в области науки и техники за 2019 год — за разработку новых технологий производства катализаторов и создание высокоточного комплекса квантовых эталонов времени и частоты.
    2785
  • 29/09/2020

    Международная конференция "Кремний-2020" и Школа молодых ученых

    22-24 сентября в г. Гурзуф в рамках VI Международного Форума «Микроэлектроника 2019» состоялись XIII Международная Конференция «Кремний-2020» и XII Школа молодых ученых и специалистов по актуальным проблемам физики, материаловедения, технологии и диагностики кремния, нанометровых структур и приборов на его основе.
    1333
  • 16/02/2021

    КНР проведет клинические испытания на российской установке для лечения рака

    ​Китай начнет клинические испытания на российской установке, позволяющей избирательно уничтожать клетки злокачественных опухолей в организме человека, во втором полугодии 2021 года. Об этом рассказал президент Российской академии наук (РАН) Александр Сергеев на открытии Научно-исследовательского института детской онкологии и гематологии (НИИ ДОиГ).
    303