La Luna tendrá su propio tiempo: ¿cómo funcionarán los relojes en el espacio?

La exploración lunar está más cerca de volverse una realidad permanente, pero con ello llegan desafíos inéditos, como establecer un sistema de tiempo específico para la Luna.

La NASA, junto con otras agencias espaciales y científicas, trabaja en un nuevo Tiempo Lunar Coordinado (LTC) para garantizar una sincronización precisa en las misiones espaciales y futuras bases lunares.

¿Por qué se necesita un reloj lunar?

Con la creciente presencia humana y robótica en la Luna, contar con un sistema horario unificado es práctico y considerado vital por los expertos.

Este reloj lunar permitirá coordinar actividades entre las bases, los orbitadores y la Tierra, asegurando operaciones seguras y efectivas.

Como explicó Slava Turyshev, astrofísico del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA, según el medio científico Popular Science, “estos sistemas son cruciales para respaldar la eficiencia operativa, los esfuerzos científicos y las futuras actividades comerciales en la Luna”.

Pero la Luna plantea un problema único: la duración de un segundo no es la misma en su superficie que en la Tierra debido a las diferencias en la gravedad y el movimiento.

Un reloj terrestre, visto desde la Luna, parecería retrasarse 56 microsegundos por día terrestre, según un estudio liderado por Turyshev y publicado en Physical Review D.

Aunque parezcan insignificantes, estas discrepancias pueden acumularse y con el tiempo incrementar las diferencias. Esto afectaría operaciones críticas como aterrizajes de cohetes y cronogramas de misiones.

El desarrollo del LTC facilitará las operaciones en la Luna, pero también sentará las bases para futuras misiones a Marte y más allá. Los planes de crear un Tiempo Coordinado de Marte (MCT) ya están en marcha, según el medio especializado en información espacial, Universe Today.

Los desafíos técnicos: la relatividad y el tiempo lunar

El desarrollo del LTC se basa en las transformaciones relativas del tiempo, que explican cómo la gravedad y el movimiento afectan su flujo.

Einstein ya predijo que el tiempo fluye más rápido en campos gravitatorios débiles, como el de la Luna. Por eso, un reloj lunar “tictaquea” más rápido que uno terrestre, explicó Universe Today.

Para abordar estas variaciones, los científicos de la NASA utilizaron datos de alta precisión recopilados por la misión Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL).

Este programa, que operó entre 2011 y 2021, mapeó la superficie lunar y su campo gravitatorio. Además, emplearon mediciones del proyecto Lunar Laser Ranging (LLR), que registra con precisión milimétrica las distancias entre la Luna y la Tierra.

Estas herramientas permitieron a los investigadores modelar las diferencias temporales con una precisión de subnanosegundos.

Turyshev explicó, según Universe Today: “Estas transformaciones forman la base de nuestro sistema de cronometraje lunar de alta precisión, que es crucial para la planificación y las operaciones de futuras misiones”.

Estos cálculos incluyen factores como la órbita de la Luna y las anomalías gravitacionales locales, conocidas como mascons, que influyen sutilmente en el tiempo lunar.

¿Cómo se traduce el tiempo terrestre al lunar?

Aunque la idea de convertir horas entre la Tierra y la Luna parece simple, no lo es. Las diferencias gravitatorias y orbitales hacen que no exista una correspondencia exacta.

“Ofrecer una conversión directa como ’12 p. m. EST = X p. m. en la Luna' no es sencillo debido a la deriva relativista entre el tiempo terrestre (TT) y el tiempo lunar (TL)”, explicó Turyshev según Popular Science.

Sin embargo, los científicos todavía trabajan para simplificar estas conversiones en función de cada misión específica.

Artemis y la infraestructura lunar

El programa Artemis de la NASA será el primero en beneficiarse de un sistema horario lunar. Este ambicioso proyecto busca establecer una presencia humana permanente en la región del polo sur de la Luna, según Universe Today.

Para ello, contará con varios elementos clave, como el Campamento Base Artemis, compuesto por un vehículo de exploración lunar, una plataforma de movilidad habitable y un hábitat base.

Además, el programa incluye el Lunar Gateway, una estación espacial en órbita lunar, y sistemas de aterrizaje humano (HLS). Estas operaciones requerirán una sincronización precisa para coordinar actividades entre la Tierra, la Luna y el espacio cislunar.

Pero Artemis no es el único proyecto. La Agencia Espacial Europea (ESA) planea desarrollar su propia Moon Village, mientras que China y Rusia trabajan en la Estación Internacional de Investigación Lunar (ILRS).

Estas iniciativas demandan un estándar horario unificado, esencial para la navegación, comunicación y actividades científicas.