Las naves espaciales que se aventuran más allá de nuestra Luna dependen de la comunicación con las estaciones terrestres en la Tierra para averiguar dónde están y a dónde van. El Reloj Atómico del Espacio Profundo de la NASA está trabajando para dar a esos exploradores lejanos más autonomía al navegar. En un nuevo artículo publicado hoy en la revista Nature, la misión informa de los progresos realizados en su trabajo para mejorar la capacidad de los relojes atómicos basados en el espacio para medir el tiempo de forma coherente durante largos períodos.

Conocida como estabilidad, esta característica también afecta al funcionamiento de los satélites GPS que ayudan a las personas a navegar en la Tierra, por lo que este trabajo también tiene el potencial de aumentar la autonomía de las naves espaciales GPS de próxima generación.

Para calcular la trayectoria de una nave espacial distante, los ingenieros envían señales desde la nave espacial a la Tierra y de regreso. Utilizan relojes atómicos del tamaño de un refrigerador en tierra para registrar la sincronización de esas señales, lo que es esencial para medir con precisión la posición de la nave espacial. Pero para los robots en Marte o destinos más distantes, esperar a que las señales hagan el viaje puede llevar decenas de minutos o incluso horas.

Si esas naves espaciales llevaran relojes atómicos, podrían calcular su propia posición y dirección, pero los relojes tendrían que ser altamente estables. Los satélites GPS llevan relojes atómicos para ayudarnos a llegar a nuestros destinos en la Tierra, pero esos relojes requieren actualizaciones varias veces al día para mantener el nivel necesario de estabilidad. Las misiones al espacio profundo requerirían relojes espaciales más estables.

Administrado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California, el Reloj Atómico del Espacio Profundo ha estado operando a bordo de la nave espacial General Atomics Orbital Test Bed desde Junio de 2019. El nuevo estudio informa que el equipo de la misión ha establecido un nuevo récord de estabilidad del reloj atómico a largo plazo en el espacio, alcanzando más de 10 veces la estabilidad de los relojes atómicos espaciales actuales, incluidos los de los satélites GPS.

Todos los relojes atómicos tienen algún grado de inestabilidad que conduce a un desplazamiento en la hora del reloj frente a la hora real. Si no se corrige, el desplazamiento, aunque minúsculo, aumenta rápidamente, y con la navegación de la nave espacial, incluso un pequeño desplazamiento podría tener efectos drásticos.

Uno de los objetivos clave de la misión del Reloj Atómico del Espacio Profundo era medir la estabilidad del reloj durante períodos cada vez más largos, para ver cómo cambia con el tiempo. En el nuevo documento, el equipo informa de un nivel de estabilidad que conduce a una desviación de tiempo de menos de cuatro nanosegundos después de más de 20 días de operación.