martes 19 de marzo de 2024

Ciencia planetaria

¿Qué hora es en la luna?

En la Tierra contamos con husos horarios que permiten añadir o quitar horas dependiendo la parte del mundo en la que vivamos.

domingo 29 de enero de 2023
¿Qué hora es en la luna?
Foto: archivo.
Foto: archivo.
Por Néstor Vidal

Aquí en la Tierra existen muchas formas de medir el tiempo. Tenemos la unidad internacional, la cual establece que un día tiene 24 horas y cada hora son 60 minutos con sus respectivos segundos.  Además, contamos con husos horarios que pueden añadir o restar horas dependiendo del lugar del mundo en el que nos encontremos. Pero alguna vez te has preguntado, ¿cómo se mide el tiempo en la Luna? 

La próxima década verá un resurgimiento en la exploración lunar, incluidas docenas de misiones y planes para establecer bases permanentes en la Luna. Los esfuerzos plantean innumerables desafíos. Entre ellas hay una pregunta sutil, pero fundamental, que los metrólogos de todo el mundo están trabajando para responder: ¿qué hora es en la Luna?

"Estamos empezando a exponer esto", dice Cheryl Gramling, ingeniera aeroespacial que dirige el equipo de posición, navegación y cronometraje en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.

La Luna no tiene actualmente un tiempo independiente. Cada misión lunar utiliza su propia escala de tiempo que está vinculada, a través de sus manipuladores en la Tierra, al tiempo universal coordinado, o UTC, el estándar contra el cual se establecen los relojes del planeta. Pero este método es relativamente impreciso y las naves espaciales que exploran la Luna no sincronizan el tiempo entre sí. El enfoque funciona cuando la Luna alberga un puñado de misiones independientes, pero será un problema cuando haya varias naves trabajando juntas. Las agencias espaciales también querrán rastrearlos utilizando la navegación por satélite, que se basa en señales de tiempo precisas.

No es obvio qué forma tomaría un tiempo lunar universal. Los relojes en la Tierra y la Luna marcan naturalmente a diferentes velocidades, debido a los diferentes campos gravitacionales de los dos cuerpos. La hora lunar oficial podría basarse en un sistema de reloj diseñado para sincronizarse con UTC, o podría ser independiente de la hora de la Tierra.

Representantes de agencias espaciales y organizaciones académicas de todo el mundo se reunieron en noviembre del año 2022 para comenzar a redactar recomendaciones sobre cómo definir la hora lunar en el Centro Europeo de Investigación y Tecnología Espacial de la Agencia Espacial Europea (ESA) en Noordwijk, Países Bajos.

Las decisiones deben tomarse pronto, dice Patrizia Tavella, quien dirige el departamento de tiempo en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas en Sèvres, Francia. Si no se establece una hora lunar oficial, las agencias espaciales y las empresas privadas presentarán sus propias soluciones, dice. "Es por eso que queremos levantar una alerta ahora, diciendo que trabajemos juntos para tomar una decisión común".

LOS SATÉLITES

La necesidad más apremiante de tiempo lunar proviene de los planes para crear un sistema global de navegación por satélite (GNSS) dedicado para la Luna, similar a cómo el GPS y otras redes de navegación por satélite permiten el seguimiento preciso de la ubicación en la Tierra. Las agencias espaciales planean instalar este GNSS lunar alrededor del año 2030. La ESA aprobó un proyecto de navegación por satélite lunar llamado Moonlight en su reunión del consejo ministerial del 22 y 23 de noviembre del año 2022 en París, y la NASA estableció un proyecto similar, llamado Lunar Communications Relay and Navigation Systems, en enero pasado.

Hasta ahora, las misiones lunares han identificado sus ubicaciones utilizando señales de radio enviadas a grandes antenas en la Tierra en horarios programados. Pero con docenas de misiones planeadas, "simplemente no hay suficientes recursos para cubrir a todos", dice Joel Parker, un ingeniero que trabaja en la navegación lunar en el Centro Goddard.

Como primer paso, a partir del año 2024, la ESA y la NASA probarán las posiciones derivadas en la Luna utilizando débiles señales de navegación por satélite de naves terrestres. A continuación, los proyectos GNSS lunares planean colocar satélites dedicados alrededor de la Luna, cada uno con su propio reloj atómico. Un receptor, por ejemplo, en la superficie de la Luna, triangulará su posición utilizando el tiempo que tardan las señales de satélite en llegar a ella. La ESA ha planeado una constelación inicial de cuatro naves espaciales que cubrirían la navegación en el polo sur lunar, que alberga gran parte del agua de la Luna y es un objetivo importante para la exploración, dice Jörg Hahn, un ingeniero que trabaja en el proyecto Moonlight de la ESA.

Las misiones lunares también necesitarán un tiempo lunar oficial para cooperar y comunicarse, dice Hahn. "Todo esto tiene que remontarse a un tipo de referencia temporal, de lo contrario tienes caos y las cosas no funcionan juntas".

Otra pregunta abierta, dice Hahn, es si los astronautas usarían el tiempo lunar universal en todas partes de la Luna. Aunque el tiempo lunar seguiría siendo la escala de tiempo oficial, sus usuarios podrían, como en la Tierra, querer compensarlo en zonas horarias que se vinculan con la posición del Sol en el cielo. Esta es menos una pregunta para los metrólogos y más una cuestión de convención. "Cuando alguien realmente vive allí en la Luna, creo que tiene sentido", dice.

CARACTERIZACIÓN DEL TIEMPO

Definir el tiempo lunar no es sencillo. Aunque la definición del segundo es la misma en todas partes, la teoría especial de la relatividad dicta que los relojes marcan más lentamente en campos gravitacionales más fuertes. La atracción gravitacional de la Luna es más débil que la de la Tierra, lo que significa que, para un observador en la Tierra, un reloj lunar funcionaría más rápido que uno de la Tierra. Gramling estima que un reloj lunar ganaría alrededor de 56 microsegundos en 24 horas. En comparación con uno en la Tierra, la velocidad de un reloj también cambiaría sutilmente dependiendo de su posición en la superficie lunar, debido a la rotación de la Luna, dice Tavella. "Este es un paraíso para los expertos en relatividad, porque hay que tener en cuenta muchas cosas", añade.

Con la ayuda de la ESA, la NASA está desarrollando un marco llamado LunaNet, para el que espera obtener la aceptación internacional. LunaNet consiste en un conjunto de reglas que permitirían que todos los sistemas lunares de navegación, comunicación y computación por satélite formen una sola red similar a Internet, independientemente de qué nación los instale. Establecer el tiempo lunar es parte de una imagen mucho más grande.

Así que, volviendo a la pregunta inicial, ¿qué hora es en la Luna? Este simple interrogante todavía no tiene una respuesta. Justo ahora, los días en la Luna podrían incluso definirse de manera diferente a los de la Tierra, para coincidir con el mediodía solar que toma un promedio de 29,5 días terrestres. Por lo tanto, no sabemos aún si la Luna tendrá 28 o 20 horas cada día, y mucho menos la diferencia entre el tiempo terrestre y el lunar.

Lo único seguro, de momento, es que los astronautas usarán este nuevo sistema antes de volver a la Luna. Por lo tanto, puede que en unos meses tengamos al menos algún dígito de referencia. 

"La idea es producir un Internet del Sistema Solar", dice Gramling. "Y la primera parte sería en la Luna”.

 

Agradecimiento: A la Ingeniera Aeroespacial Cheryl Gramling directora del Equipo de Posición, Navegación y Cronometraje en el Centro de Vuelos Espacial Goddar de la NASA en Greenbelt, Maryland -Estados Unidos de Norteamérica. -

“Centro de Investigación Forense y Nuevas Tecnologías”.

*Néstor Vidal, 22 años de experiencia en el campo de la Investigación Forense Técnica Científicas y de Nuevas Tecnologías, incluidos los mercados de automotriz, Biotecnología, Robótica, Inteligencia Artificial - “Centro de Investigación Forense y Nuevas Tecnologías”

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