Präzise Zeitmessung für Galileo
Eine eigens entwickelte Wasserstoffuhr, die erste ihrer Art, wird in das Satellitennavigationssystem Galileo der europäischen Weltraumbehörde ESA installiert. Präzise Uhren sind an Bord von Galileo von entscheidender Bedeutung, um die Position des Satelliten genau zu bestimmen. "Bei der Navigation hängt die genaue Positionsbestimmung in erster Linie von den Uhren ab. Mit einer Abweichung von weniger als einer Milliardstel Sekunde pro Stunde ermöglichen es die Uhren in den Galileo-Satelliten, Ihren Standort auf der Erdoberfläche auf 45 cm genau zu bestimmen", so Franco Emma, der Uhrenexperte und Navigationstechniker bei ESTEC, dem Technikzentrum der ESA in den Niederlanden. Jeder der 30 Satelliten im Galileo-System hat zwei Uhren an Bord, von denen die eine auf einem Rubidiumatom-Frequenzstandard basiert und die andere einen passiven Wasserstoff-Maser verwendet. Beide Uhren funktionieren jedoch nach dem gleichen Prinzip: Wenn ein Atom dazu gebracht wird, von einem bestimmten Energiezustand in einen anderen zu wechseln, strahlt es ein Mikrowellensignal mit einer äußerst stabilen, charakteristischen Frequenz aus. Die ESA hat sich für die Rubidium- und Wasserstoff-Maser-Uhren entschieden, weil sie über mehrere Stunden lang äußerst ganggenau bleiben und ihre technischen Einrichtungen an Bord der Galileo-Satelliten mitgeführt werden können. Dennoch müssen sie regelmäßig mit einem Netz noch ganggenauerer Referenzuhren auf der Erde synchronisiert werden; diese basieren auf dem Cäsium-Frequenzstandard. Die Rubidiumuhr dürfte Ende 2001 zur Eignungsprüfung bereit stehen. Der eigentliche Test der Uhren findet 2004 statt, wenn die ersten Galileo-Satelliten erprobt werden.