Relojes Atómicos ACES: Ciencia y Precisión en el Espacio

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Esta mañana, un cohete Falcon 9 de SpaceX lanzó la cápsula de carga Dragon 32 hacia la Estación Espacial Internacional (EEI). Este exitoso despegue incluye, entre varios suministros destinados a la tripulación, los innovadores relojes atómicos ACES de la Agencia Espacial Europea (ESA). ACES, que forma parte del proyecto “Relojes Atómicos en el Espacio” (Atomic Clock Ensemble in Space), tiene como objetivo primordial establecer un estándar más preciso para la duración del segundo, lo que repercutirá en la precisión de diversas mediciones en todo el mundo. Un aspecto fascinante de esta misión es que, al ser utilizados en el espacio, estos relojes permitirán comprobar la teoría de la relatividad de Einstein, ya que se espera que marquen el tiempo más lentamente debido a la menor gravedad en comparación con los relojes en la Tierra.

El conjunto de relojes ACES comprende dos dispositivos esenciales: el PHARAO y el SHM. El PHARAO, desarrollado por el CNES, utiliza un innovador método que enfría átomos de cesio casi al cero absoluto para garantizar mediciones extremadamente precisas del tiempo. Por otro lado, el SHM funciona como un máser de hidrógeno activo y se encargará de calibrar el funcionamiento de PHARAO a lo largo de la misión, asegurando que cualquier ajuste en el primero sea comparado constantemente con el segundo. Este sistema sinérgico entre ambos relojes es crucial para mantener la precisión extrema que ACES promete alcanzar, permitiendo una discrepancia de apenas un segundo en 300 millones de años, lo que lo convierte en el reloj atómico más preciso jamás lanzado al espacio.

A pesar de los desafíos técnicos afrontados desde los años 90 en que comenzó su desarrollo, ACES finalmente ha logrado reducir su tamaño a un metro cúbico, lo que le permite ser transportado eficientemente en la cápsula Dragon 32. Inicialmente previsto para ser lanzado en un transbordador espacial, el diseño y la construcción del reloj se ajustaron a las nuevas realidades de la exploración espacial, especialmente tras la retirada de los transbordadores por la NASA. La misión ACES también tendrá que superar los problemas de aislamiento térmico y mecánico en el espacio, asegurando que los relojes funcionen en condiciones extremas sin comprometer su precisión.

Una vez que ACES esté instalado en el laboratorio Columbus de la EEI, comenzará la comunicación con las estaciones en tierra utilizando avanzados enlaces de microondas y láser. Esta será la primera ocasión en que se compartan mediciones del tiempo entre relojes atómicos ubicados en diferentes partes del mundo, mejorando significativamente la sincronización y la precisión comparativa de estos dispositivos. Sin embargo, su misión tiene previsto un periodo limitado de 30 meses de actividad, que incluirá al menos diez sesiones de 25 días cada una para poder establecer contacto con tierra y enviar datos sobre sus mediciones.

En este lanzamiento, la Dragon 32 no solo lleva los relojes ACES, sino también un total de 3,021 kg en suministros y materiales para la estación y otros experimentos. Este hecho cobra especial relevancia ante la cancelación del lanzamiento de la cápsula Cygnus 22, cuyo daño durante el transporte a Florida obligó a reconfigurar la carga de la Dragon 32. Con el acoplamiento programado para mañana a las 14:20, hora peninsular española, se espera que la misión continúe avanzando y proporcionando contribuciones significativas al campo de la física, la navegación y la comprensión del universo.

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