La NASA prueba un reloj atómico para navegar por el espacio profundo

En el espacio profundo, la precisión del sincronismo de tiempos es vital para la navegación. En otras palabras: el reloj de la sonda espacial y el reloj de nuestro planeta deben estar sincronizados.

Sin embargo, muchas sondas espaciales carecen de relojes precisos a bordo. Por este motivo, y durante 20 años, el JPL (Jet Propulsion Laboratory) de la NASA ha estado perfeccionando un reloj. Uno muy especial. Se trata de un Reloj Atómico de Espacio Profundo o DSAC por sus siglas en inglés.

Actualmente, la mayoría de las misiones utilizan para su navegación una serie de antenas terrestres combinadas con relojes atómicos. Su funcionamiento es el siguiente: estas antenas envían señales hacia la sonda espacial y ésta devuelve la señal. Con la diferencia de tiempos entre el envío y la recepción se pueden calcular la ubicación, la velocidad y la ruta de dicha sonda.

"Navegar en el espacio profundo requiere medir grandes distancias usando nuestro conocimiento de cómo se propagan las señales de radio. Dado que viajan a la velocidad de la luz, necesitamos medir su tiempo de vuelo con una precisión de unos pocos nanosegundos" dijo Todd Ely, investigador principal del DSAC en el JPL.

Este método, aunque fiable, podría llegar a ser mucho más eficiente porque, en cualquier caso, la antena debe esperar a que la sonda devuelva una señal. Además, esto tiene el inconveniente de que una antena solo puede rastrear una sonda a la vez.

El objetivo del proyecto DSAC es el de proporcionar a bordo un sincronismo preciso para futuras misiones de la NASA. De este modo las sondas que usen esta nueva tecnología ya no dependerán de un seguimiento de Transmisión-Recepción porque una única señal enviada desde la Tierra sería suficiente para calcular la posición sin devolver una respuesta y esperar órdenes desde la Tierra, un proceso que podría llevar horas.

Por lo tanto, el DSAC permitiría más eficientes, maniobras más precisas y ajustes en situaciones inesperadas que ofrecerán así más tiempo para cumplir los objetivos de la misión.

A todo esto… ¿cómo es DSAC? El prototipo más avanzado de este reloj atómico pequeño está basado en la tecnología de trampa de iones de mercurio y tiene el tamaño de una tostadora.

Y aunque un reloj de este tamaño les pueda parecer grande, los relojes atómicos en las estaciones terrestres de la Red de Espacio Profundo de la NASA son del tamaño de una lavadora. Con el DSAC a pleno rendimiento se podrían rastrear varios satélites a la vez en zonas muy concurridas, como por ejemplo Marte y la precisión obtenida superaría a los métodos tradicionales en un factor de cinco.

Las tecnologías del DSAC también tendrán impacto en la sociedad: mejorarán tanto la estabilidad como el servicio del GPS. Y las pruebas son alentadoras ya que se han llegado a medir precisiones de estabilidad que llegan hasta las 50 veces con respecto a la de los relojes actuales que rigen la localización de los satélites de posicionamiento de nuestros navegadores.