Ученые ВНИИФТРИ создают мобильный оптический стандарт частоты

В Главном метрологическом центре Государственной службы времени, частоты и определения параметров вращения Земли (ГМЦ ГСВЧ) во ВНИИФТРИ Росстандарта ведутся работы по созданию прототипа мобильного оптического стандарта частоты (МОСЧ). Поскольку приборов такого класса в России пока нет, можно сказать, что это оптические стандарты частоты (ОСЧ) нового поколения.

«Мобильный оптический стандарт частоты обеспечит функционирование деятельности ГСВЧ на современном техническом уровне, поскольку позволит проводить перспективные сличения шкал времени», – отметил заместитель Руководителя Росстандарта Сергей Голубев.

Сегодня самые точные стандарты частоты представляют собой приборы наземного базирования. В будущем, доработанные и усовершенствованные, такие стандарты могут быть установлены на борту космических станций. Разработка стандартов с высокими метрологическими характеристиками открывает новые возможности для развития глобальных навигационных систем, геодезии, гравитационно-волновой астрономии, а также для дальнейших исследований в прикладной и фундаментальной физике.

«Создание мобильного оптического стандарта частоты является амбициозной задачей для всего мирового научного сообщества в этой сфере. Такой стандарт даст мощный толчок к развитию комплексных навигационных систем, использующих не только сигналы космических аппаратов, но и данные о естественных полях Земли. Спутниковая система навигации не всегда точна, так как прохождение сигнала от спутника до приемника на земле может искажаться в зависимости от состояния атмосферы и множества других факторов. Благодаря размещению ОСЧ в космосе станет возможным существенно повысить метрологические и функциональные характеристики существующих навигационных систем», – отметил генеральный директор ВНИИФТРИ Росстандарта Сергей Донченко.

ВНИИФТРИ ведет непрерывную работу по модернизации и совершенствованию существующих ОСЧ. Новые разработки ученых ВНИИФТРИ позволят существенно уменьшить размеры стандарта и сохранить характеристики нестабильности и точности частоты на уровне лучших стационарных установок (порядка 10^-17 – 10^-18). Сегодня ведущие научно-исследовательские центры мира ведут разработки по созданию подобных установок.

«В перспективе МОСЧ космического базирования поможет решать самые разные задачи, которые сегодня не разрешимы. Прибор расширит возможности исследования Земли и гравитационного поля Земли, что позволит, обнаруживать на раннем этапе сейсмическую активность и прогнозировать ее, а также наблюдать за изменениями ледяного покрова Земли и уровня мирового океана. Высокоточные измерения гравитационного потенциала поверхности Земли могут стать источником для составления новых навигационных карт. Это обеспечит глобальность и значительно повысит помехозащищенность бортовых систем навигации. Новые возможности также будут использованы в фундаментальной и прикладной физике», – отметил главный научный сотрудник ГМЦ Виталий Пальчиков.

На сегодняшний день во ВНИИФТРИ созданы и функционируют в составе ГСВЧ два оптических стандарта частоты на холодных атомах стронция. Стандарты частоты, разработанные в институте, участвуют в сличениях со стандартами частоты ведущих мировых метрологических центров, и в этих сличениях они показывают высокие характеристики точности и стабильности.

Сличения эталонов времени на сегодняшний день происходят с помощью применения оптоволоконных линий связи, возимых часов, через сигналы навигационных спутников. Мобильные оптические стандарты частоты нового поколения могут стать самым точным средством сличения шкал времени и обеспечить единство измерений во всем мире на более высоком уровне.