How a miniaturized atomic clock could revolutionize space exploration | Jill Seubert

Transcriber: Joseph Geni Reviewer: Camille Martínez

Traducător: Ruxandra Tonea Corector: Mirel-Gabriel Alexa

Six months ago,

Acum șase luni,

I watched with bated breath

am privit cu nerăbdare

as NASA's InSight lander descended towards the surface of Mars.

cum landerul InSight al NASA cobora pe suprafața lui Marte.

Two hundred meters,

Două sute de metri,

80 meters,

80 de metri,

60, 40, 20, 17 meters.

60, 40, 20, 17 metri.

Receiving confirmation of successful touchdown

Unul dintre cele mai speciale momente din viața mea a fost acela

was one of the most ecstatic moments of my life.

în care am primit confirmarea aterizării în siguranță a navei.

And hearing that news was possible because of two small cube sets

Două seturi de cuburi care au fost trimise împreună cu nava au făcut posibil

that went along to Mars with InSight.

ca aceste vești să fie auzite și de noi, oamenii.

Those two cube sets essentially livestreamed InSight's telemetry

Aceste două seturi de cuburi au înregistrat și transmis live telemetria

back to Earth,

înapoi pe Pământ,

so that we could watch in near-real time

ca noi să putem privi aproape în timp real

as that InSight lander went screaming towards the surface of the red planet,

cum landerul InSight se apropia de suprafața planetei roșii,

hitting the atmosphere of Mars

lovind atmosfera lui Marte

at a top speed of about 12,000 miles per hour.

cu o viteză de aproape 20.000 km/h.

Now, that event was livestreamed to us

Acest eveniment ne era transmis

from over 90 million miles away.

de la peste 145 milioane de km depărtare.

It was livestreamed from Mars.

Era transmis live de pe Marte.

Meanwhile,

Între timp,

the two Voyager spacecraft --

cele două nave spațiale Voyager,

now, these are these two almost unbelievably intrepid explorers.

care sunt niște exploratori fără limite.

They were launched

Ele au fost lansate

the same year that all of us here were being introduced to Han Solo

în același an în care noi aflam despre Han Solo

for the first time.

pentru prima dată.

And they are still sending back data from interstellar space

Și ele încă mai transmit informații spre Pământ din spațiul interstelar

over 40 years later.

chiar și acum, după 40 de ani.

We are sending more spacecraft further into deep space

Acum trimitem mai multe navete spațiale

than ever before.

și mai departe în spațiu ca niciodată.

But every one of those spacecraft out there

Dar fiecare navă care călătorește în spațiu

depends on its navigation being performed

se bazează pe navigația realizată

right here at Earth

aici pe Pământ,

to tell it where it is and, far more importantly,

pentru a-i spune unde se află, și cel mai important,

where it is going.

unde se îndreaptă.

And we have to do that navigation here on Earth for one simple reason:

Iar navigația trebuie realizată aici pe Pământ dintr-un singur motiv:

spacecraft are really bad at telling the time.

navele spațiale nu pot calcula timpul.

But if we can change that,

Dar dacă am putea să schimbăm asta,

we can revolutionize the way we explore deep space.

am putea revoluționa metodele de explorare a spațiului.

Now, I am a deep space navigator,

Eu sunt un navigator al spațiului îndepărtat,

and I know you're probably thinking, "What is that job?"

și probabil că vă întrebați: „Ce înseamnă asta?”

Well, it is an extremely unique and also very fun job.

Este o slujbă remarcabilă și distractivă.

I steer spacecraft,

Eu direcționez navele spațiale,

from the moment they separate from their launch vehicle

din momentul în care se separă de vehiculul de lansare,

to when they reach their destination in space.

până când ajung la destinație.

And these destinations -- say Mars for example, or Jupiter --

Și aceste destinații, de exemplu Marte sau Jupiter,

they are really far away.

sunt foarte îndepărtate.

To put my job in context for you:

Să vă ofer un context pentru meseria mea:

it's like me standing here in Los Angeles and shooting an arrow,

e ca și când aș sta aici în Los Angeles și aș arunca o săgeată,

and with that arrow, I hit a target that's the size of a quarter,

iar cu acea săgeată aș lovi o țintă de mărimea unei monede,

and that target the size of a quarter is sitting in Times Square, New York.

care se află în Times Square, New York.

Now, I have the opportunity to adjust the course of my spacecraft

Eu am oportunitatea de a ajusta cursul navei spațiale

a few times along that trajectory,

de câteva ori de-a lungul traiectoriei ei,

but in order to do that, I need to know where it is.

dar ca să fac acest lucru trebuie să știu unde se află.

And tracking a spacecraft as it travels through deep space

Și a afla poziția unei navei ce călătorește în spațiu e o problemă

is fundamentally a problem of measuring time.

a măsurării timpului.

You see, I can't just pull out my ruler and measure how far away my spacecraft is.

Nu pot să iau o riglă și să măsor cât de departe se află nava.

But I can measure

Dar pot măsura

how long it takes a signal to get there and back again.

timpul în care un semnal ajunge la navă și vine înapoi.

And the concept is exactly the same as an echo.

Conceptul este același ca al unui ecou.

If I stand in front of a mountain and I shout,

Dacă stau în fața unui munte și strig,

the longer it takes for me to hear my echo back at me,

cu cât timpul în care sunetul se întoarce la mine este mai mare,

the further away that mountain is.

cu atât muntele se află mai departe.

So we measure that signal time very, very accurately,

Așa că noi măsurăm acest timp cu mare precizie,

because getting it wrong by just a tiny fraction of a second

pentru că obținând o valoare chiar și cu o fracțiune de secundă

might mean the difference between your spacecraft safely and gently landing

diferită de cea reală, poate face diferența între o aterizare în siguranță

on the surface of another planet

a navei pe altă planetă

or creating yet another crater on that surface.

și crearea unui crater pe suprafața ei.

Just a tiny fraction of a second,

Doar o fracțiune de secundă

and it can be the difference between a mission's life or death.

poate face diferența între succesul și eșecul unei misiuni.

So we measure that signal time very, very accurately here on Earth,

Așadar măsurăm acest interval de timp foarte precis aici pe Pământ,

down to better than one-billionth of a second.

cu o precizie mai mare decât o miliardime de secundă.

But it has to be measured here on Earth.

Aceasta trebuie măsurată aici pe Pământ.

There's this great imbalance of scale when it comes to deep space exploration.

În spațiu, există o diferență de scară.

Historically, we have been able to send smallish things extremely far away,

Până acum am putut trimite lucruri destul de mici la distanțe foarte mari,

thanks to very large things here on our home planet.

datorită unor obiecte foarte mari de pe Pământ.

As an example, this is the size of a satellite dish

De exemplu, aceasta este mărimea unei antene de satelit

that we use to talk to these spacecraft in deep space.

pe care o folosim pentru comunicarea cu nava din spațiu.

And the atomic clocks that we use for navigation are also large.

Ceasurile atomice pe care le folosim pentru navigație sunt și ele foarte mari.

The clocks and all of their supporting hardware

Ceasurile și toate celealte elemente

can be up to the size of a refrigerator.

pot avea mărimea unui frigider.

Now, if we even want to talk about sending that capability into deep space,

Dacă am vorbi despre posibilitatea de a trimite așa ceva în spațiu,

that refrigerator needs to shrink down

acest frigider ar trebui să se micșoreze

into something that can fit inside the produce drawer.

în ceva care ar putea încăpea într-un sertar.

So why does this matter?

De ce contează acest lucru?

Well, let's revisit one of our intrepid explorers, Voyager 1.

Să vorbim iar despre unul dintre cei mai cutezători exploratori, Voyager 1.

Voyager 1 is just over 13 billion miles away right now.

Acesta se află acum la peste 21 miliarde de km depărtare.

As you know, it took over 40 years to get there,

După cum știți, a durat peste 40 de ani să ajungă acolo

and it takes a signal traveling at the speed of light over 40 hours

și un semnal care călătorește cu viteza luminii are nevoie de 40 de ore

to get there and back again.

pentru a ajunge acolo și a se întoarce.

And here's the thing about these spacecraft:

Și iată care este treaba cu aceste nave spațiale:

they move really fast.

se mișcă foarte repede.

And Voyager 1 doesn't stop and wait for us to send directions from Earth.

Voyager 1 nu oprește și așteaptă să primească informații de pe Pământ.

Voyager 1 keeps moving.

E tot timpul în mișcare.

In that 40 hours that we are waiting

În cele 40 de ore în care noi așteptăm

to hear that echo signal here on the Earth,

să auzim ecoul aici pe Pământ,

Voyager 1 has moved on by about 1.5 million miles.

Voyager 1 parcurge o distanță de 2,5 milioane de km.

It's 1.5 million miles further into largely uncharted territory.

Este cu 2,5 milioane de km mai departe în necunoscut.

So it would be great

Așadar ar fi grozav

if we could measure that signal time directly at the spacecraft.

dacă am putea măsura timpul

direct pe navă.

But the miniaturization of atomic clock technology is ...

Dar miniaturizarea unui ceas atomic

well, it's difficult.

este foarte complicată.

Not only does the clock technology and all the supporting hardware

Nu numai că ceasul atomic și tot hardware-ul

need to shrink down,

ar trebui să fie micșorat,

but you also need to make it work.

dar ar trebui să fie și funcțional.

Space is an exceptionally harsh environment,

Spațiul este un mediu deosebit de dur și dacă o singură piesă

and if one piece breaks on this instrument,

a acestui instrument s-ar defecta,

it's not like we can just send a technician out to replace the piece

nu putem trimite un tehnician

and continue on our way.

să înlocuiască acea piesă.

The journeys that these spacecraft take can last months, years,

Călătoria unei astfel de nave poate dura luni, ani,

even decades.

chiar și decenii.

And designing and building a precision instrument that can support that

Și a proiecta și construi un instrument

de o asemenea precizie e atât artă, cât și știință și inginerie.

is as much an art as it is a science and an engineering.

But there is good news: we are making some amazing progress,

Dar există vești bune: am făcut un progres imens,

and we're about to take our very first baby steps

și suntem pe cale să facem primii pași

into a new age of atomic space clocks.

într-o nouă eră a ceasurilor atomice spațiale.

Soon we will be launching

În curând vom lansa

an ion-based atomic clock that is space-suitable.

un ceas atomic bazat pe ioni ce e potrivit pentru spațiu.

And this clock has the potential to completely flip the way we navigate.

Iar acest ceas ar putea schimba total modul în care navigăm.

This clock is so stable,

Acest ceas este atât de stabil

it measures time so well,

și măsoară timpul atât de bine,

that if I put it right here and I turned it on,

încât dacă l-aș pune aici și l-aș porni

and I walked away,

și aș pleca de lângă el,

I would have to come back nine million years later

ar trebui să mă întorc peste 9 milioane de ani

for that clock's measurement to be off by one second.

ca acest ceas să fi rămas în urmă o secundă.

So what can we do with a clock like this?

Ce am putea face cu un astfel de ceas?

Well, instead of doing all of the spacecraft navigation

Ei bine, în loc să coordonăm navigarea navei

here on the Earth,

de aici de pe Pământ,

what if we let the spacecraft navigate themselves?

cum ar fi să putem lăsa navele să navigheze singure?

Onboard autonomous navigation, or a self-driving spacecraft, if you will,

Navigarea automată, la bord

is one of the top technologies needed

e una dintre cele mai necesare tehnologii

if we are going to survive in deep space.

dacă vrem să supraviețuim în spațiu.

When we inevitably send humans to Mars or even further,

Când vom trimitem oameni pe Marte sau chiar mai departe,

we need to be navigating that ship in real time,

trebuie să navigăm nava în timp real,

not waiting for directions to come from Earth.

și nu să așteptăm indicații venite de pe Pământ.

And measuring that time wrong by just a tiny fraction of a second

Și măsurarea greșită a timpului, chiar și cu o fracțiune de secundă

can mean the difference between a mission's life or death,

poate face diferența între succesul și eșecul unei misiuni.

which is bad enough for a robotic mission,

Acest lucru este rău chiar și pentru o misiune robotică,

but just think about the consequences if there was a human crew on board.

dar gândiți-vă la consecințe dacă ar fi un echipaj uman la bord.

But let's assume that we can get our astronauts

Dar să presupunem că putem trimite astronauții

safely to the surface of their destination.

în siguranță pe suprafața unei planete.

Once they're there, I imagine they'd like a way to find their way around.

Odată ajunși acolo, probabil că ar vrea să se poată orienta în spațiu.

Well, with this clock technology,

Ei bine, cu această tehnologie a ceasurilor,

we can now build GPS-like navigation systems

putem acum să construim un sistem de navigare asemănător celui GPS

at other planets and moons.

pe alte planete sau luni.

Imagine having GPS on the Moon or Mars.

Imaginați-vă că am avea un GPS pe Lună sau pe Marte.

Can you see an astronaut standing on the surface of Mars

Vă puteți închipui un astronaut stând pe suprafața lui Marte

with Olympus Mons rising in the background,

cu Olympus răsărind în fundal,

and she's looking down at her Google Maps Mars Edition

care se uită la varianta pentru Marte a Google Maps

to see where she is

pentru a-și afla poziția

and to chart a course to get where she needs to go?

și ca să-și găsească o rută pentru o anumită destinație?

Allow me to dream for a moment,

Permiteți-mi să visez

and let's talk about something far, far in the future,

și să vorbesc despre ceva din viitorul îndepărtat,

when we are sending humans to places much further away than Mars,

când vom trimite oameni în locuri mult mai îndepărtate decât Marte,

places where waiting for a signal from the Earth in order to navigate

locuri în care să aștepți un semnal de pe Pământ care să te ajute să navighezi

is just not realistic.

nu este deloc realist.

Imagine in this scenario that we can have a constellation,

Imaginați-vă că în acest scenariu avem o constelație,

a network of communication satellites scattered throughout deep space

un sistem de sateliți de comunicare împrăștiați în spațiu

broadcasting navigation signals,

care transmit semnale de navigație

and any spacecraft picking up that signal

și că orice navă care primește un astfel de semnal

can travel from destination to destination to destination

poate călători de la o destinație la alta

with no direct tie to the Earth at all.

fără nicio legătură cu Pământul.

The ability to accurately measure time in deep space

Posibiltatea de a măsura timpul cu precizie în spațiu poate schimba

can forever change the way we navigate.

modul în care navigăm pentru totdeauna.

But it also has the potential to give us some pretty cool science.

Dar are și posibilitatea de a ne oferi informații științifice.

You see, that same signal that we use for navigation

Vedeți voi, același semnal pe care l-am folosi pentru navigație,

tells us something about where it came from

ne-ar putea spune ceva despre locul de unde a venit

and the journey that it took as it traveled from antenna to antenna.

și despre drumul pe care l-a parcurs de la o antenă de satelit la alta.

And that journey, that gives us data, data to build better models,

Și acea călătorie ne-ar oferi informații pentru a crea modele mai performante,

better models of planetary atmospheres throughout our solar system.

modele mai performante pentru atmosferele planetare din sistemul nostru solar.

We can detect subsurface oceans on far-off icy moons,

Am putea detecta oceane subterane de pe o lună foarte îndepărtată,

maybe even detect tiny ripples in space due to relativistic gravity.

poate chiar unde din spațiu ce se datorează gravitației relativiste.

Onboard autonomous navigation means we can support more spacecraft,

Navigația automată la bord înseamnă că putem avea mai multe nave,

more sensors to explore the universe,

mai mulți senzori care ar explora universul,

and it also frees up navigators -- people like me --

dar și posibilitatea de a ușura munca oamenilor ca mine, a navigatorilor,

to work on finding the answers to other questions.

de a afla răspunsuri la alte întrebări.

And we still have a lot of questions to answer.

Și încă avem foarte multe întrebări fără răspuns.

We know such precious little about this universe around us.

Știm atât de puține lucruri despre universul ce ne înconjoară.

In recent years, we have discovered nearly 3,000 planetary systems

În ultimii ani am descoperit aproape 3.000 de sisteme planetare în afara

outside of our own solar system,

sistemului nostru solar.

and those systems are home to almost 4,000 exoplanets.

Iar aceste sisteme reprezintă casa a 4.000 de exoplanete.

To put that number in context for you:

Să pun acest număr într-un alt context:

when I was learning about planets for the first time as a child,

când am învățat despre planete pentru prima oară când eram copil,

there were nine,

erau nouă planete

or eight if you didn't count Pluto.

sau opt dacă o excluzi pe Pluto.

But now there are 4,000.

Dar acum sunt 4.000.

It is estimated that dark matter

Se estimează că materia neagră

makes up about 96 percent of our universe,

reprezintă până la 96 la sută din univers,

and we don't even know what it is.

iar noi nu știm nici măcar ce e.

All of the science returned

Toată știința pe care am acumulat-o

from all of our deep space missions combined

din toate misiunile spațiale de până acum

is just this single drop of knowledge

este doar o fărâmă de cunoaștere

in a vast ocean of questions.

într-un ocean plin de întrebări.

And if we want to learn more,

Și dacă ne dorim să învățăm mai mult,

to discover more, to understand more,

să descoperim mai mult, să înțelegem mai mult,

then we need to explore more.

atunci trebuie să explorăm mai mult.

The ability to accurately keep time in deep space

Posibilitatea de a măsura timpul în spațiu

will revolutionize the way that we can explore this universe,

va revoluționa modul în care putem explora universul

and it might just be one of the keys to unlocking some of those secrets

și ar putea fi una dintre cheile prin care putem descifra

unele dintre aceste secrete pe care le ține ascunse.

that she holds so dear.

Thank you.

Vă mulțumesc!

(Applause)

(Aplauze)