Mayo 31, 2023.
Las naves espaciales requieren de un reloj de alta precisión para navegar y realizar las complejas tareas de esos ingenios espaciales, y el mejor reloj para ellas es un reloj atómico, pero hasta ahora no disponen de uno. Hasta ahora los relojes atómicos eran grandes y complejos equipos, no aptos para ser llevados en las naves espaciales; pero esto cambió, las nuevas naves de exploración cósmica llevarán relojes atómicos.
En Septiembre 2021, NASA probó con éxito un reloj atómico miniatura, especialmente diseñado para naves espaciales, es el Deep Space Atomic Clock (DSAC). El pequeño cronómetro atómico, estuvo a bordo de la nave General Atomics Orbital Test Bed, un satélite en órbita terrestre.
¿Por qué es necesario un reloj atómico en una nave espacial?
Actualmente el software de control de navegación de las naves usa los relojes de las computadoras de a bordo, pero su funcionamiento está sujeto a la imprecisión analógica de circuitos electrónicos oscilantes de cuarzo, alimentados por la corriente eléctrica suministrada por baterías; una condición que produce alteraciones del oscilador de cuarzo, traduciéndose esto desviaciones de segundos o minutos.
Las agencias espaciales compensan el problema de las imprecisiones de los relojes de las naves, actualizando constantemente el tiempo del reloj de a bordo, con el tiempo dado por relojes atómicos en Tierra; un proceso que involucra tiempo de cálculo, tiempo de computo y en general más trabajo para mantener las naves espaciales en su ruta. Además, debido a la distancia y velocidad de las naves espaciales; y que el sistema de comunicación con las mismas usa ondas radioeléctricas, los cálculos involucran factores relativistas. En general controlar a distancia un vehículo pesado que viaja a miles de kilómetros por hora, en un ambiente hostil de radiación y temperatura; y sometido a diversos valores de aceleración, es en extremo difícil.
Por eso es importante disponer de un reloj preciso en las naves espaciales, y el mejor, es un reloj atómico, sólo que hasta hace poco eran muy grandes y pesados para llevarlos a bordo. Gracias al éxito de la misión DSAC, la siguiente generación de naves espaciales podrá llevar a abordo relojes atómicos miniatura, concediéndoles más autonomía en sus sofisticadas misiones de exploración.
El DSAC tiene el tamaño aproximado de un tostador de pan casero, y estuvo a bordo del satélite General Atomics Orbital Test Bed, en órbita terrestre. La misión duró dos años, durante los cuales el DSAC resistió los rigores del viaje espacial, estos es, fuertes aceleraciones, microgravedad, estremecimientos, intensa radiación y temperaturas extremas (calor y frío). En estos dos años de misión el DSAC estuvo por encima de las exigencias de las pruebas; en veinte (20) días de operación reportó sólo una desviación de un cuarto (1/4) de nanosegundo ().
Con los resultados de la misión DSAC, NASA planea construir el Deep Space Atomic Clock-2, el reloj de la nave VERITAS. VERITAS será lanzada el 2028 para la exploración del planeta Venus, y será la prueba definitiva del reloj atómico miniatura de NASA.
Fuente: NASA Space Technology Mission Directorate