Uzayın derinlikleri için geliştirilen GPS-benzeri ilk teknoloji olan NASA'nın Derin Uzay Atom Saati (İng. Deep Space Atomic Clock - DSAC), bir yıllık uzay uçuşuna başladı. Eğer teknolojinin başarılı olduğu kanıtlanırsa, kendi-uçan uzay araçlarında yön bulmak için benzer atom saatleri kullanılacak. Bir uzay aracının derin uzaydaki güzergâhını haritalayabilmek için yeterince kararlı (stabil) durumdaki ilk zaman-tutucu olan bu atom saati, uzay aracında rahatlıkla taşınabilecek kadar da ufak.

25 Haziran 2019 tarihinde SpaceX Falcon Heavy roketiyle fırlatılan cihazlardan biri olan Derin Uzay Atom Saati başarıyla etkinleştirilerek, 23 Ağustos 2019 tarihinde bir yıllık deneme çalışmasına başladı. Uzay araçlarının uzayın derinliklerinde güvenle yol alması için kritik bir adım olan bu teknoloji sayesinde, zaman harcatan bir süreç olan Dünya'dan yol tarifi almak gereksizleşecek.

GPS uydularında kullanılanlar gibi atom saatleri, bir sinyalin A noktasından B noktasına ne kadar sürede gittiğine bakarak, nesneler arasındaki uzaklığı ölçmede kullanılır. Uzay araştırmalarında atom saatlerinin son derece duyarlı olması gerekir. Bir saniyelik bir hata bile, Mars gibi bir gezegene inmeye çalışırken, kendinizi binlerce mil uzakta bulmanıza neden olabilir. GPS uydularında kullanılanlardan 50 kat kadar daha kararlı olan civa-iyonlu Derin Uzay Atom Saati, Dünya'da yapılan sınamalara bakılırsa her 10 milyon yılda bir saniye kaybediyor. Şimdi de DSAC'ın doğruluğu uzayda sınanacak. Bir sonraki adımda ise Artemis programı kapsamında Ay yörüngesine kurulacak olan Anakapı adlı istasyonda sınanması planlanıyor. (Bkz. Artemis Programına Genel Bir Bakış)



Uzay araçlarının konumunu dünyadan saptayan yönlendirme ekibi üyeleri, şu anda buzdolabı boyutlarında atom saatleri kullanıyor. Dünyadan gönderilen bir sinyalin uzay aracına varıp dünyaya geri dönmesi dakikalar, hatta saatler alabiliyor. Sonrasında da bu bilgiye göre uzay aracına yönergeler yollanıyor. Uzay aracının içinde taşınan bir saat, aracın kendi güzegâhını hesaplamasına olanak tanır. Dolayısıyla bu ilerleme, gelecekte uzay yolculuklarına büyük bir serbestlik katabilir.

Kol saatleri ile atom saatleri benzer yollarla zaman ölçer: Bir kuvars kristalin titreşimlerini ölçerek. Kuvarsın içinden bir elektrik atımı geçirilerek titreşmesi sağlanır ve süregiden bu titreşim, bir dolaplı saatinin sarkacı gibi iş görür. Atom saati, kuvars titreşimlerinin ölçümlerinde doğruluğu yitirmemek için atomlardan yardım alır. Bir saniyenin uzunluğu, belirli atomlar tarafından salınan ışığın frekansıyla ölçülür. Ancak şu anki atom saatlerindeki atomlar, dışsal manyetik alanlara ve sıcaklık değişimlerinde karşı hassas olabiliyor. Çünkü çoğunda yüksüz atomlar kullanılıyor ve içinde tutuldukları vakum (boşluk) odacığında çeperlerle etkileşime girebiliyorlar. Derin Uzay Atom Saati ise elektromanyetik tuzaklarda tutulabilen civa iyonları (yüklü atomlar) kullanıyor. İyonları kontrol etmek için içsel bir cihaz kullanarak, onları dışsal kuvvetlere karşı daha dayanıklı kılıyor.