Europejska Agencja Kosmiczna zaufała GMV i DFM w kwestii rozwoju zegarów optycznych nowej generacji

Dzisiejsza infrastruktura naziemna EGNOS i Galileo opiera się na ugruntowanych komercyjnych technologiach zegarów naziemnych (aktywny maser wodorowy, cez i rubid), które zapewniają wydajność, niezawodność oraz dostępność wysoko krytycznych funkcji w systemach, w szczególności funkcji ciągłego generowania czasu systemowego Galileo. Niemniej jednak te zegary naziemne bazują na złożonych i niestandardowych technologiach, którymi dysponuje tylko bardzo ograniczona liczba dostawców. Istotne w ich przypadku są też kwestie skomplikowanego zarządzania konserwacją oraz kwestie przestarzałości, co utrudnia ogólne zrównoważenie łańcucha dostaw w perspektywie długoterminowej.

W ciągu ostatnich dziesięcioleci osiągnięto znaczący postęp naukowy i technologiczny w dziedzinie nowych typów zegarów atomowych charakteryzujących się lepszymi osiągami, na przykład zegarów optycznych. Zaowocowało to wprowadzeniem nowych produktów komercyjnych w USA czy wczesną demonstracją funkcjonowania na poziomie prototypu w Europie.

Biorąc pod uwagę długi czas wymagany do opracowania tego nowego produktu o krytycznym znaczeniu na niezwykle ograniczonym rynku, a także specyficzne potrzeby w sferze oprogramowania europejskiej infrastruktury naziemnej GNSS, przed przystąpieniem do opracowywania rozwiązania operacyjnego, takiego jak produkt przemysłowy bądź alternatywy, konieczna jest pierwsza ocena europejskich technologii kandydujących.

Europejska Agencja Kosmiczna przyznała firmie GMV oraz DFM (duńskiemu Narodowemu Instytutowi Metrologicznemu) kontrakt na wstępne opracowanie zegara optycznego. Celem przedsięwzięcia jest zaprojektowanie i prototypowanie zegara, identyfikacja krytycznych komponentów oraz zabezpieczenie ich łańcucha dostaw, aby zmniejszyć ryzyko w sferze opracowania komercyjnego zegara na późniejszym etapie. 

Proponowany zegar optyczny opiera się na laserze stabilizowanym na określonym przejściu cząsteczki acetylenu, przy użyciu jednostki spektroskopii i pętli sterowania sprzężeniem zwrotnym. Wynikowa częstotliwość optyczna jest konwertowana na standardowy sygnał mikrofalowy (10 MHz) za pomocą grzebienia częstotliwości. Oczekuje się, że taki zegar zapewni stabilność zbliżoną do dzisiejszego aktywnego masera wodorowego.