在太空中導航是困難的，隨着任務在太空中越走越遠，對精確導航的需求也在增加。美國宇航局於2019年6月25日啟動了深空原子鐘任務。該機構已確認，該任務於2021年9月18日圓滿結束。該任務旨在改善空間導航，美國宇航局表示，其技術演示的運行時間遠遠超過了最初的計劃。
該任務甚至打破了太空中原子鐘的穩定性記錄。NASA的深空原子鐘被整合到通用原子公司的軌道試驗台航天器中。
該航天器在2019年夏天隨國防部空間測試計劃2任務發射。今天的航天器依靠的是地面上的原子鐘。當航天器在月球之外旅行時，需要對時間進行高度精確的測量。精確的計時器通過記錄信號的發送和接收時間來跟蹤航天器。
負責導航的人員知道，無線電信號以光速傳播。他們可以使用時間測量來計算航天器行駛的確切距離、速度和方向。航天器離地球越遠，發送和接收信號的時間就越長。這種延長的延遲會大大降低計算的速度。
通過利用與導航系統配對的機載原子鐘，航天器將立即能夠計算出它所處的位置和它要去的地方。深空原子鐘是一個汞離子原子鐘，裝在一個小盒子里，每邊大約25厘米。這使得它的大小大約相當於你早上吃麵包時可能使用的烤麵包機。
這次成功的任務能夠表明原子鐘能夠經受住發射的壓力以及寒冷和充滿輻射的太空環境，而不至於喪失性能。最初，這項任務應該持續一年，但由於時鐘保持穩定而延長。這次任務中收集的數據將有助於正在開發的下一個版本，即2028年在金星任務中發射的深空原子鐘-2。