Con la próxima era de exploración lunar en el horizonte, los científicos han comenzado a pensar en cómo se debe mantener el clima en la luna y cómo las misiones lunares fijarán sus propias posiciones independientemente de la Tierra.
Esta reflexión condujo al acuerdo, durante una reunión de agencias espaciales en noviembre de 2022, de que un tiempo de referencia común internacionalmente aceptado para La luna es esencial. Actualmente se está lanzando un esfuerzo internacional conjunto para tratar de lograr esto.
Hasta la fecha, cada misión de luna nueva ha operado en su propia escala de tiempo, que está ligada al clima aquí en Tierra. Esta estrategia requiere antenas espaciales utilizadas para la comunicación bidireccional con el control de la misión para mantener también los temporizadores a bordo sincronizados con la hora de la Tierra. Sin embargo, esta forma de medir el tiempo en la luna no será factible en algunas naves espaciales futuras, como el orbitador lunar de la NASA. Estación espacial de puerta de enlaceque deberá coordinarse con una serie de otras misiones lunares y espaciales.
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Una vez que los astronautas permanezcan en Gateway, la estación espacial se reabastecerá a través de la NASA. artemisa lanza. Esta actividad conducirá al establecimiento de un base tripulada cerca del polo sur lunarsi todo sale según lo planeado.
Pero incluso antes de esas misiones tripuladas, muchas misiones no tripuladas, incluida una gran cantidad de cubesats lanzados por cada misión de Artemis y el Agencia Espacial Europea(ESA) Argonaut European Large Logistics Lander estará en su lugar alrededor de la luna.
Estas misiones tendrán que interactuar y comunicarse entre sí para realizar observaciones conjuntas, o incluso encontrarse.
Estas comunicaciones serán facilitadas por el servicio de navegación y comunicaciones lunares Moonlight de la ESA y un servicio equivalente de la NASA, el Sistema de navegación y retransmisión de comunicaciones lunares, que vinculará las misiones entre sí y con la Tierra. Para interactuar y maximizar la interoperabilidad, estos sistemas deberán usar la misma escala de tiempo que las misiones tripuladas y no tripuladas que respaldan, dicen los expertos.
«Esto permitirá que las misiones mantengan enlaces hacia y desde la Tierra, y las guíen en su camino alrededor de la luna y hacia la superficie, lo que les permitirá concentrarse en sus tareas principales», dijo Wael-El Daly, ingeniero del sistema Moonlight. dijo en un comunicado de la ESA (se abre en una nueva pestaña). «Pero también, Moonlight necesitará una línea de tiempo común compartida para vincular misiones y facilitar las correcciones de posición».
Guiado por el Sistema de Navegación Global de la Tierra
Un sistema similar que relaciona el tiempo con las ubicaciones en un marco de referencia geodésico ya se ha logrado aquí en la Tierra; forma la base de nuestros sistemas globales de navegación por satélite (GNSS). El sistema es utilizado por una variedad de tecnologías, incluidos los teléfonos inteligentes, para calcular la posición de su usuario al metro más cercano, o incluso a décimas de metro.
«La experiencia de este éxito se puede reutilizar para futuros sistemas lunares técnicos a largo plazo, aunque el cronometraje estable en la luna planteará sus propios desafíos únicos, como acomodar que el tiempo pasa a un ritmo diferente allí debido a gravedad especifica de la luna y efectos de velocidad”, dijo Jörg Hahn, ingeniero jefe de Galileo en la ESA, en la misma declaración.
La navegación precisa requiere una sincronización extremadamente rigurosa. Por ejemplo, los sistemas de navegación terrestre por satélite, como Galileo en Europa y GPS en los Estados Unidos, tienen sus propios sistemas de cronometraje separados. Pero estos sistemas tienen compensaciones fijas entre sí de hasta unas pocas mil millonésimas de segundo y también están fijados al estándar mundial de Tiempo Universal Coordinado (UTC), que mantiene la Oficina Internacional de Pesos y Medidas (BIPM) con sede en París. . UTC también es utilizado por Internet y la aviación, así como por experimentos científicos que requieren mediciones de tiempo muy precisas.
Lo que actualmente es incierto es si alguna agencia será la única responsable de mantener el nuevo sistema de cronología lunar propuesto, como lo hace el BIPM para UTC. Otro elemento indeciso es si el «tiempo lunar» será independiente o sincronizado con el tiempo en la Tierra.
Resolver tales preguntas requiere superar varios obstáculos técnicos, como el hecho de que los relojes van más lentos en la Luna que en la Tierra. Aunque los relojes lunares ganan solo 56 millonésimas de segundo cada día terrestre, esta diferencia eventualmente conduciría a problemas de precisión de medición. Además, los relojes también marcarían a diferentes velocidades en la superficie lunar en comparación con su velocidad en órbita.
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«Por supuesto, el sistema de tiempo acordado también tendrá que ser conveniente para los astronautas», dijo en el comunicado Bernhard Hufenbach, miembro del equipo de administración de Moonlight. «Será todo un desafío en una superficie planetaria donde, en la región ecuatorial, cada día dura 29,5 días, incluidas las gélidas noches lunares de quince días, con la Tierra entera como un pequeño círculo azul en el cielo oscuro. Pero después de establecer un sistema de tiempo de trabajo para la luna, podemos continuar haciendo lo mismo para otros destinos planetarios».
Además, el GNSS terrestre también depende del Marco de Referencia Terrestre Internacional (ITRS), un sistema de coordenadas tridimensionales para la Tierra establecido en 1991. Esto permite una medición constante de distancias precisas entre puntos de nuestro planeta. La navegación en la Luna requerirá un marco de referencia de coordenadas similar, internacionalmente aceptado, centrado en la Luna, o «selenocéntrico».
«A lo largo de la historia de la humanidad, la exploración ha sido en realidad un factor clave para mejorar los modelos de referencia geodésica y de tiempo», dijo Javier Ventura-Traveset, gerente de navegación clara de la luna de la ESA.
“Sin duda, es un momento emocionante para hacerlo ahora para la luna, trabajando hacia la definición de una escala de tiempo acordada internacionalmente y una referencia selenocéntrica común, que no solo garantizará la interoperabilidad entre los diferentes sistemas de navegación lunar, sino que también promoverá un gran número de oportunidades de investigación y aplicaciones en espacio cislunar“, agregó Ventura-Traveset.
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