Pulsar in einer Supernova-Blase
Das ESA Technical Center in den Niederlanden begann mit der Verwendung einer Pulsar-Uhr. Das PulChron-System misst den Zeitverlauf mithilfe von Millisekunden-Funkimpulsen mehrerer schnell rotierender Neutronensterne.
Das Messsystem ist ab Ende November in Betrieb und basiert auf aktuellen Beobachtungen von 5 Radioteleskopen in ganz Europa. Neutronensterne sind die dichteste Form beobachtbarer Materie im Weltraum, die sich aus dem kollabierenden Kern explodierender Sterne zusammensetzt. Diese Objekte haben nur einen Durchmesser von einigen zehn Kilometern, übertreffen jedoch die Sonnenmasse.
Ein Pulsar ist eine Art schnell rotierender Neutronenstern mit einem Magnetfeld, das Strahlen von den Polen abgibt. Die Rotation bleibt aufgrund der extremen Dichte stabil, daher werden regelmäßige Funkstöße von der Erde aus beobachtet. PulChron soll die Wirksamkeit einer pulsarbasierten Zeitskala für die Generierung und Überwachung der Satellitennavigationszeit im Allgemeinen und der Zeit des Galileo-Systems im Besonderen nachweisen.
Atomuhren im ESTEC-Navigationslabor: In der rechten Ecke befinden sich die Atomuhren im aktiven Wasserstoff-Maser, die um eine Größenordnung genauer sind als die passiven Wasserstoff-Maser an Bord jedes Galileo-Satelliten. Auf der linken Seite sind weitere Cäsiumuhren sowie ein System zum Vergleichen von Uhren und Verteilung dargestellt
Kurzfristig wird die auf Pulsaren basierende Zeitskala normalerweise als weniger stabil angesehen als eine Atom- oder optische Uhr. Aber wenn wir über einen langen Zeitraum sprechen, ist es ein starker Konkurrent. Außerdem funktioniert die Zeitskala des Pulsars unabhängig von der verwendeten Atomuhrtechnologie. Das heißt, es basiert nicht auf dem Umschalten zwischen dem Zustand der Atomenergie, sondern auf der Rotation der Neutronensterne. PulChron empfängt Messgruppen von 5 Radioteleskopen der 100-Meter-Klasse. Auf diese Weise ist es möglich, 18 hochpräzise Pulsare am europäischen Himmel zu verfolgen, um temporäre Anomalien und mögliche Hinweise auf Gravitationswellen zu beheben. Diese Messungen werden verwendet, um die Ausgabe von Atomuhren mit einem Aktivwasserstoff-Maser zu steuern.
Einrichten des PulChron-Systems - Einstellen einer Atomuhr mit Impulsen im Millisekundenbereich von schnell rotierenden Pulsaren. Radioteleskopmessungen werden verwendet, um die Ausgabe von Atomuhren mit einem Aktivwasserstoff-Maser mit Geräten zu steuern, die auf dem ESA-Tool für die Synchronisation und geodätische Überprüfung basieren
Die Genauigkeit des PulChron wird mithilfe der koordinierten Weltzeit des ESA-Labors auf mehrere Milliardstel Sekunden genau gesteuert, wobei neben drei Cäsiumuhren auch drei atomare Wasserstoffmaser-Sensoren verwendet werden. All dies ermöglicht es, ein hochstabiles Synchronisationssignal zu erhalten.
Somit ist es möglich, die allmähliche Abweichung der Pulsarzeit von der ESTEC-koordinierten Weltzeit zu verfolgen. Prognosen gehen von einer Geschwindigkeit von 200 Billionstelsekunden pro Tag aus.
