El tiempo lunar y el terrestre podrían armonizarse

Un nuevo estudio detalla un sistema para conciliar el tiempo lunar con el tiempo de la Tierra, que podría ser útil no solo para explorar la Luna, sino eventualmente el resto del cosmos. Las diferencias temporales en el satélite y en otros planetas podrían neutralizarse mediante el aprovechamiento de los "puntos Lagrange", zonas de "equilibrio gravitacional" entre dos cuerpos más grandes y uno pequeño. El sistema lograría que la Luna se encuentre sincronizada con una "zona horaria" ajustada por su propia gravedad, en lugar de emplear relojes que se desvían gradualmente de la sincronización con el tiempo de la Tierra.  

Un equipo de investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST, por sus siglas en inglés), en Estados Unidos, desarrolla en un estudio publicado recientemente en la revista The Astronomical Journal un nuevo sistema de cronometraje preciso en la Luna, que elimina las diferencias con el tiempo terrestre y podría allanar el camino para la creación de un "GPS lunar". La innovación favorecería la ubicación geográfica y en tiempo real en el satélite e incluso en otros planetas con presencia humana en el futuro, como por ejemplo Marte.

El sistema, pensado como parte del programa Artemis de la NASA, que tiene como objetivo establecer colonias humanas en la Luna en las próximas décadas, podría permitir una navegación lunar precisa y facilitar futuras misiones en el espacio profundo. Según una nota de prensa, contar con un sistema de navegación similar al GPS en la Luna sería un avance fundamental en la infraestructura de futuras misiones lunares, apoyando operaciones tripuladas y robóticas.

Un entorno gravitacional único

El problema se sustenta en que la débil atracción gravitacional de la Luna genera que los relojes atómicos, la forma más precisa de medir el tiempo en la Tierra, funcionen en la superficie lunar aproximadamente 56 microsegundos más rápido por día que en nuestro planeta. Aunque esta diferencia parece ser insignificante, en realidad podría interrumpir el tiempo preciso imprescindible para actividades de máxima importancia, como por ejemplo el aterrizajes de naves espaciales y la comunicación con la Tierra.

En la Tierra, el GPS o Sistema de Posicionamiento Global depende en gran medida del cronometraje preciso. Cada satélite emplea relojes atómicos que están sincronizados con una referencia de tiempo común, para de esta manera medir el tiempo que tardan las señales de múltiples satélites en llegar a un receptor determinado, obteniendo así su ubicación casi exacta. Sin embargo, implementar un sistema similar en la Luna sería más complejo, principalmente por los efectos de la relatividad.

La teoría de la relatividad desarrollada por Albert Einstein demuestra que la gravedad influye directamente en el paso del tiempo. El tiempo no fluye de forma uniforme para todos: en la Luna, donde la gravedad es más débil que en la Tierra, los relojes funcionan un poco más rápido. ¿Cómo lograr, entonces, armonizar el tiempo lunar y el terrestre para favorecer la ubicación y el posicionamiento en nuestro único satélite natural?

Aprovechando los "puntos Lagrange"

De acuerdo a un artículo publicado en Futurism, los científicos estadounidenses desarrollaron una serie de complejos cálculos y fórmulas matemáticas que les permitieron establecer un sistema para que las propiedades únicas de la gravedad lunar no interfieran con el tiempo en la Tierra. Lo lograron aprovechando los llamados "puntos Lagrange", que en líneas generales son áreas de "equilibrio gravitacional" que se habilitan entre dos cuerpos más grandes, como por ejemplo la Tierra y el Sol, y uno más pequeño, como puede ser la Luna.

El sistema hace posible que la Luna logre sincronizarse con una "zona horaria" ajustada por su propia gravedad, en vez de basarse en relojes que paulatinamente se van desviando de la sincronización con el tiempo terrestre. Los especialistas explicaron que una serie de relojes colocados en órbita en puntos Lagrange servirían como "enlaces de transferencia de tiempo" entre la Tierra y la Luna, favoreciendo la sincronización temporal en la superficie lunar.

En resumen, el esquema propuesto sería el primer paso en el desarrollo de un “sistema de posicionamiento lunar”, que además incluiría una red altamente precisa de relojes en ubicaciones específicas en la superficie de la Luna y en la órbita lunar. Estos relojes atómicos y extremadamente precisos funcionarían como los “satélites” de la red GPS lunar, proporcionando señales de sincronización exactas para la navegación. En el futuro, y luego de su puesta a punto en la Luna, sistemas similares podrían aplicarse en otros mundos, quizás incluso por fuera del Sistema Solar.

Referencia

A Relativistic Framework to Estimate Clock Rates on the Moon. Neil Ashby et al. The Astronomical Journal (2024). DOI:10.3847/1538-3881/ad643a