Investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) desarrollaron un plan para el cronometraje preciso en la Luna, con el fin de crear un sistema de navegación similar al Sistema de Posicionamiento Global (GPS) para la exploración lunar, según un estudio publicado en The Astronomical Journal.
Durante décadas la sutil atracción gravitatoria de la Luna ha planteado un desafío desconcertante: los relojes atómicos en su superficie marcarían más rápido que los de la Tierra en unos 56 microsegundos por día.
Esta diferencia extremadamente pequeña, explicaron, no parece gran cosa, pero podría alterar la precisión de los tiempos, necesaria para actividades importantes como los aterrizajes de naves espaciales y la comunicación con la Tierra.
Por lo que las y los investigadores definieron un marco teórico y modelos matemáticos necesarios para crear un sistema para que establezca e implemente la “hora lunar” que tiene en cuenta el entorno gravitacional único de la Luna.
Este sistema establece una nueva “hora lunar” maestra que sirve como referencia de cronometraje específicamente para toda la superficie lunar, de manera similar a cómo funciona el Tiempo Universal Coordinado (UTC) en la Tierra.
El sistema propuesto sería el primer paso en el desarrollo de un “sistema de posicionamiento lunar” que incluiría una red de relojes de alta precisión en lugares específicos de la superficie de la Luna y en órbitas lunares.
Estos relojes atómicos precisos en la órbita lunar funcionarían como los “satélites” de la red GPS lunar, proporcionando señales de cronometraje precisas para la navegación y aterrizajes más precisos, así como una exploración más eficiente de los recursos lunares.
La “hora lunar” indispensable para la NASA
Esta innovación, apuntaron, es crucial para el programa Artemis de la NASA, que tiene como objetivo establecer una presencia humana sostenida en la Luna y puede ser un paso importante para la exploración del cosmos.
El GPS en la Tierra, dijeron, depende en gran medida del cronometraje preciso. Cada satélite de la constelación GPS lleva relojes atómicos que están sincronizados con una referencia de tiempo común.
Al medir el tiempo que tardan las señales de varios satélites en llegar a un receptor, el GPS puede determinar la posición y la hora del receptor. Sin embargo, implementar un sistema similar en la Luna y relacionarlo con precisión con el sistema de la Tierra presenta desafíos únicos debido a los efectos de la relatividad.
La teoría de la relatividad de Einstein, señalaron, establece que la gravedad afecta el paso del tiempo. El tiempo no fluye de manera uniforme para todos. Por ejemplo, en la Luna, donde la gravedad es más débil que en la Tierra, los relojes funcionan un poco más rápido.
Además, aseguraron, un observador en la Tierra mide el tiempo de manera ligeramente diferente a un observador en la Luna debido a una serie de efectos relacionados con la gravedad, incluida la órbita de la Luna alrededor de la Tierra y la órbita de la Tierra alrededor del Sol.
Estos efectos pueden afectar significativamente la navegación y la comunicación precisas a lo largo del tiempo.