Особенности формирования траектории движения ионов ртути-199 в квантовом стандарте частоты космического применения

Обоснована необходимость разработки атомных часов, которые могут работать без корректировки шкалы во время сеанса связи спутника с Землей. Это необходимо для размещения спутниковой группировки на более высоких орбитах, где устойчивый и продолжительный сеанс связи с Землей можно реализовать не всегда. Также это необходимо во время длительного полета в открытом космосе (между планетами). Отмечены проблемы, которые возникают при эксплуатации действующих моделей атомных часов, которые применяются сейчас на орбите. Установлены, что наиболее перспективным решением данной задачи является использование атомных часов на ионах ртути-199. Подробно рассмотрена основная проблема, возникающая при уменьшении размеров конструкции атомных часов на ионах ртути-199 при размещении их на спутнике или на автономном космическом подвижном объекте. Для решение этой проблемы разработана математическая модель для расчета траектории движения ионов ртути-199 в ловушке Пауля при изменении ее размеров, которые необходимо подбирать в соответствии с техническими характеристиками спутника или подвижного объекта. Представлены результаты моделирования траектории движения ионов в зависимости от параметров стержней ловушки и управляющих напряжений. Предложены варианты определения оптимальных параметров ионной ловушки в условиях ограничения объема и массы атомных часов.