Space History Photo: Pioneer F Plaque Location

Een nieuwe atoomklok moet in 2016 worden geïnstalleerd op het internationale ruimtestation ISS, waarmee een nieuw tijdperk van fysica-experimenten wordt ingeluid die de relatie tussen ruimte en tijd onderzoeken.

De atoomklok, genaamd PHARAO (afkorting van Projet d'Horloge Atomique par Refroidissement d'Atomes en Orbit), vertelt tijd door lasers te gebruiken om cesiumatomen tot minus 273 graden Celsius te koelen. Het werd ontworpen door CNES, het Franse ruimteagentschap, en zal naar verwachting over twee jaar naar het station reizen. Eenmaal daar installeert de robotarm van het ruimtestation deze op een laadplatform buiten het Columbus Laboratorium, een van de onderzoeksmodules van het station.

Maar PHARAO zal niet alleen zijn. Een andere atoomklok met de naam SHM of Space H-Maser bevindt zich ook op de baan buitenpost. SHM behoudt de tijd door microgolfstraling en waterstofatomen te gebruiken.

Samen vormen de twee klokken het Atomic Clock Ensemble in Space (ACES), een apparaat dat zo nauwkeurig is dat het elke 300 miljoen jaar slechts één seconde zal verliezen.

Tijdens de 18-maanden durende missie van het European Space Agency, ACES, zullen PHARAO en SHM verbonden zijn met atoomklokken in Japan, Australië, Europa en de Verenigde Staten. Met dit netwerk kunnen de twee aan de ruimte gebonden klokken verschillende soorten atoomtijdmetingen met elkaar vergelijken.

"Door optimaal gebruik te maken van de microzwaartekrachtomgeving en wereldwijde dekking door het ISS [International Space Station], zal ACES een stabiel en nauwkeurig tijdsschema aan boord vaststellen dat zal worden gebruikt om van grond-tot-grond en van grond tot grond vergelijkingen uit te voeren van de beste beschikbare atoomfrequentiestandaarden, "zeiden ESA-functionarissen in een verklaring.

Bovendien zullen de twee ruimteklokken ook de algemene relativiteitstheorie van Einstein testen, die beweert dat tijd en zwaartekracht met elkaar verweven zijn. De theorie houdt in dat een klok in een zwaartekrachtveld langzamer is dan een klok in een omgeving met laag zwaartekracht. Hoe nauwkeuriger de klok, hoe fijner wetenschappers de theorie kunnen testen.

Extreem nauwkeurige tijdregistratie is niet alleen een wetenschappelijke nieuwsgierigheid. Ultra-nauwkeurige klokken helpen de moderne wereld rennen, waardoor globale positioneringssystemen mogelijk worden. GPS-systemen helpen energiebedrijven om elektriciteit efficiënter te distribueren en het voor bedrijven gemakkelijker te maken om transacties te volgen.