La tecnología GPS bloqueada por Estados Unidos tiene un error de reloj atómico de menos de 1 segundo. ¿Cómo logra Beidou Navigation un gran avance?
¿Sabías que la tecnología GPS, que alguna vez estuvo bloqueada, tiene un error de reloj atómico de no más de 1 segundo en 3.700 millones de años? Yang Changfeng, diseñador jefe del sistema de navegación por satélite Beidou, ha dicho que la clave para el posicionamiento y la navegación por satélite es la precisión del tiempo. Es decir, si no es absolutamente exacto en cuanto a la precisión del tiempo, entonces los satélites de navegación no tienen sentido. Por tanto, para los satélites de navegación, el reloj atómico que mide el tiempo es tan útil como el corazón humano.
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Antes de entender el reloj atómico, echemos un vistazo a la definición humana del tiempo: En el actual Sistema Internacional de Unidades, la definición de un segundo está entre los dos niveles de energía ultrafinos de la estado fundamental de la transición del átomo de cesio-133, el período de radiación correspondiente es 9192631770 veces más largo. Algunas personas pueden confundirse cuando ven este número, porque al menos es demasiado difícil de recordar. ¿Por qué debería usarse un número tan complicado como estándar? De hecho, la respuesta es sencilla de decir, porque este estándar está unificado y estable en todo el mundo.
En el pasado, cuando la gente quería describir el tiempo, encontraban un estándar de medición unificado que no cambiaría drásticamente, como el sol, la luna, las estrellas o la frecuencia de vibración de un péndulo, pero Ahora, con la ayuda de diversas tecnologías de alta tecnología, la gente no sólo ha descubierto que existen diferencias en el sol, la luna y las estrellas en todo el mundo, sino que incluso la rotación de la Tierra no es confiable. Por lo tanto, después de la investigación, los científicos descubrieron que los átomos de cesio oscilan a una frecuencia de casi 9,2 mil millones de veces por segundo, ya sea en el cielo o en la Tierra, es tan estable que es sorprendente que surgiera el reloj atómico. Más tarde, cuando los humanos lanzaron satélites al espacio, el reloj atómico se convirtió en el corazón de la navegación por satélite.
En el sistema de navegación por satélite, un error de tiempo de 1 nanosegundo se refleja en la Tierra como un error de distancia de 0,3 metros. Algunas personas pueden pensar que esto no es nada, pero un error de una milmillonésima de segundo sí lo es. Ya es de 0,3 metros, por lo que si el error de tiempo es de 1 segundo, no podrá localizarlo desde países nacionales a extranjeros. Por lo tanto, los relojes atómicos que pueden lograr una medición precisa del tiempo son muy importantes para la navegación por satélite. Déjame decirte lo importante que es.
En el sistema de coordenadas satélite-tierra construido por los satélites de navegación, cada constelación tiene su propia información de coordenadas. Al medir la distancia entre nosotros y la constelación, nuestra posición se puede resolver mediante una fórmula. Sin embargo, aunque esto parece simple de decir, es bastante complicado de operar, especialmente lo que queremos lograr es el posicionamiento entre el suelo y el cielo. Los errores de medición de distancia y tiempo aquí estarán separados por miles de millas. -Los instrumentos de cálculo simplemente no pueden realizar tal tarea. Sólo los átomos de cesio o rubidio, que pueden vibrar de manera estable a nivel atómico, pueden lograr la medición del tiempo más precisa.
Además de la cronometraje y la navegación, los relojes atómicos también han promovido el desarrollo de otros campos de medición. Por ejemplo, la búsqueda de materia oscura en el universo es inseparable de ella, de ahí la importancia de los relojes atómicos. evidente por sí mismo. Sin embargo, antes del siglo XXI, sólo el sistema de navegación por satélite GPS del mundo podía utilizar un reloj atómico de este tipo, e incluso el Galileo europeo no logró ningún gran avance.
Solo cuando el tiempo entre el cielo y la tierra esté más sincronizado, el error de navegación y posicionamiento por satélite será menor. Antes de desarrollar el sistema de navegación por satélite Beidou, ya entendíamos la importancia de los relojes atómicos. Sin embargo, en cuanto a la tecnología, todo el mundo sabe que las tecnologías de nivel superior han sido bloqueadas, por lo que sólo podemos comprar los relojes atómicos que producen.
Para estudiar la tecnología del reloj atómico al principio, gastamos dinero para recomprar los relojes atómicos de otras personas, pero incluso si gastábamos mucho dinero, no nos darían los indicadores técnicos clave. Más tarde comenzamos a cooperar con Galileo en Europa. Sin embargo, la UIT estipuló que los recursos de frecuencia del satélite "se reciben por orden de llegada". Si no se utilizan dentro del tiempo especificado, la frecuencia se transferirá a otros. En ese momento, la frecuencia que solicitamos para el sistema Beidou estaba a punto de cumplirse, por lo que el sistema europeo Galileo, que iba casi al mismo ritmo que el nuestro, nos eliminó por completo.
Entonces, para no adelantarse, los investigadores científicos de nuestro país comenzaron a estudiar día y noche, y finalmente, en 2007, se lanzó el primer Beidou-1, equipado con un reloj atómico de rubidio doméstico. En este momento, solo quedan 7 horas antes de que se cumpla la fecha límite, que es una velocidad de vida o muerte.
Aunque también utilizamos algunos relojes atómicos extranjeros cuando se trataba de Beidou-2, los investigadores científicos descubrieron gradualmente que, ya fuera GPS o relojes atómicos europeos, en realidad no eran tan buenos como nuestros propios productos. En cuanto a Beidou-3 No. 1, hemos comenzado a utilizar por completo nuestros propios relojes atómicos de rubidio y relojes atómicos de hidrógeno. Desde entonces, hemos alcanzado el nivel más avanzado del mundo en cuanto a sistemas de navegación y posicionamiento por satélite, y las personas a las que más debemos estar agradecidos son aquellos investigadores científicos que trabajan incansablemente. ¿Qué opinas? Mira el mundo con los ojos abiertos, el tío Luo charla sobre la situación, amigos a quienes les gusta, recuerdan hacer clic y seguir.