¿Por qué la NASA asigna una hora estándar para la luna?

La historia hasta ahora: En septiembre de 2025, la tripulación Artemis de cuatro miembros de la NASA está programada para volar alrededor de la luna en preparación para la misión de la agencia espacial de aterrizar nuevamente en la luna. Para impulsar este tipo de misiones científicas, la Oficina de Política Científica y Tecnológica (OSTP) de la Casa Blanca ordenó el 2 de abril a su agencia espacial, la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA), que estableciera un Tiempo Lunar Coordinado (LTC) para estandarizar las operaciones cislunares. con el tiempo universal seguido en la Tierra.

Al explicar la medida, el subdirector de Seguridad Nacional de OSTP, Steve Welby, dijo: “Una definición coherente del tiempo entre los operadores en el espacio es fundamental para el éxito de las capacidades de conocimiento de la situación espacial, la navegación y las comunicaciones”.

Hablando de la diferencia entre el paso del tiempo en la Luna y en la Tierra, dijo: “El tiempo parece pasar más lentamente donde la gravedad es más fuerte, como cerca de los cuerpos celestes. Como resultado, la duración de un segundo en la Tierra es diferente para un observador en diferentes condiciones gravitacionales, como en la Luna”.

El LTC será el estándar para medir las operaciones cislunares (actividades espaciales entre la Luna y la Tierra) con el Tiempo Universal Coordinado (UTC), el tiempo global utilizado para regular el tiempo en la Tierra. Recurriendo a departamentos federales como los Departamentos de Comercio, Defensa, Estado y Transporte de EE. UU., la Casa Blanca ha fijado como fecha límite el 31 de diciembre de 2026 para que la NASA y sus socios internacionales presenten una estrategia para implementar LTC.

El proyecto se enmarca en la Estrategia Nacional Cislunar de Ciencia y Tecnología de la actual administración. Se ha ordenado a la NASA que interactúe con las 39 naciones que han firmado los Acuerdos Artemis para este proyecto. Se espera que presente su consideración del LTC antes del 31 de diciembre de 2024 como parte de su ciclo de revisión del concepto de arquitectura de la Luna a Marte.

¿Qué es el tiempo lunar coordinado (LTC)?

En 2023, la Agencia Espacial Europea (ESA) lanzó un proyecto llamado ‘Moonlight’ para diseñar satélites para astronautas y exploradores robóticos, que se utilizarán para apoyar la misión lunar ‘Artemis’ de la NASA. Mientras trabajaba en el proyecto, surgieron preguntas sobre cómo establecer una zona horaria única para la Luna y cómo hacerlo.

Hablando con la publicación cableado, el ingeniero de la ESA Javier Ventura-Traveset dijo: “En la Tierra utilizamos un día de 24 horas basado en la rotación del planeta. Sin embargo, la Luna gira mucho más lentamente: cada 29,5 días terrestres”. Debido a su lenta rotación, sería práctico tener menos husos horarios que los 24 de la Tierra; idealmente, un huso horario único para la Luna sería natural, dijo Ventura-Traveset, destacando que esto sería similar al Tiempo Universal Coordinado. (UTC).

La idea del UTC se formuló en los años 1960. Los relojes atómicos, dispositivos que miden el tiempo basándose en la vibración de los átomos, son conocidos por su extrema precisión a la hora de medir el tiempo. Mientras tanto, el tiempo solar, que se calcula midiendo la rotación de la Tierra sobre su eje con respecto al Sol, es de naturaleza variable. Un promedio ponderado de cientos de relojes atómicos produce el Tiempo Atómico Internacional (TAI).

El UTC fue diseñado como una manera de acomodar la diferencia entre el tiempo solar y el tiempo atómico, y se mantiene dentro de 0,9 segundos del tiempo solar para seguir las variaciones de rotación de la Tierra y dentro de un número exacto de segundos del TAI. Actualmente, las misiones lunares siguen la hora del país que opera la nave espacial, mientras que la Estación Espacial Internacional (ISS) funciona con la hora UTC. Sin embargo, no se sigue un tiempo estandarizado para el espacio y la Luna.

“Reproduciríamos algo parecido al Tiempo Universal Coordinado para que los astronautas pudieran seguir un ciclo de 24 horas como lo hacen en la Estación Espacial Internacional”, dijo Ventura-Traveset. cableado. Sin embargo, añadió que no estará sincronizado con los períodos de luz y oscuridad de la Luna (debido a su lenta rotación, la Luna mira hacia el Sol o en dirección opuesta durante largos períodos de tiempo), y que no sería sensible tener un “día” de una semana seguido de una “noche” de una semana de duración.

La política de Estandarización del Tiempo Celestial de la Casa Blanca busca asignar un estándar de tiempo a cada cuerpo celeste y su entorno espacial circundante, centrándose primero en la superficie lunar y las misiones que operan en el espacio cislunar. Describe las cuatro características que debe poseer dicho estándar de tiempo:

1. Trazabilidad a UTC: El tiempo lunar es análogo al tiempo terrestre en la Tierra (TAI+ 32.184 segundos). Al igual que la hora terrestre, la hora lunar se puede configurar mediante un conjunto de relojes en la luna. Este estándar de hora, es decir, LTC puede emplear o distribuir directamente las compensaciones UTC necesarias para mantener tanto la hora local como la hora UTC dentro de los límites de tolerancia.
2. Escalabilidad más allá del sistema Tierra-Luna: La conversión de LTC a UTC para operaciones que impliquen interacciones con la Tierra será posible utilizando el método anterior para establecer el LTC. Este enfoque también es extensible a entornos espaciales más allá del sistema Tierra-Luna (por ejemplo, para Marte).
3. Precisión para la navegación y la ciencia de precisión: El LTC brindará a los usuarios en el espacio cislunar un estándar de tiempo de referencia cerca del entorno gravitacional en el que operan. Los activos espaciales pueden sincronizarse entre sí con precisión para la navegación.
4. Resiliencia a la pérdida de contacto con la Tierra: El tiempo de referencia –LTC– debe sobrevivir de forma independiente cuando se pierda el contacto con la Tierra.

A diferencia de la Tierra, la Luna tendrá un solo huso horario y el horario de verano será innecesario, afirmó Smithsonian estimaciones de revistas.

¿Por qué se necesita LTC?

En misiones lunares anteriores, los astronautas visitaron la superficie lunar, completaron su trabajo y volaron a casa. Sin embargo, dado que las agencias espaciales de todo el mundo pretenden establecer una presencia humana permanente en la Luna, se requiere LTC, dijo Ventura-Traveset. “Hasta ahora, cuando tienes una misión en la Luna, siempre te sincronizabas con una zona horaria en la Tierra. Pero ahora tendremos muchas misiones en el futuro y es realmente necesario tener un tiempo de referencia común”, dijo.

De acuerdo a El científico americanola necesidad apremiante de LTC se debe al plan para crear un sistema global de navegación por satélite (GNSS) dedicado para la luna para 2030. Este sistema funcionará de manera similar a cómo funcionan el sistema de posicionamiento global (GPS) y otras redes de navegación en la Tierra.

Las misiones lunares de varias agencias necesitarán una hora lunar oficial para comunicarse con las estaciones terrestres y entre sí. “Todo esto tiene que basarse en un tipo de referencia temporal; de lo contrario, se produce un caos y las cosas no funcionan juntas”, dijo el ingeniero de la ESA, Jörg Hahn. El científico americano.

Las operaciones comerciales en la superficie lunar que involucran transacciones y logística serán más confiables con el LTC, dice la OSTP.

Problemas al definir e implementar LTC

El proceso de definición del tiempo lunar se complica por el efecto de la atracción gravitacional de la Luna. Según la teoría de la relatividad especial, debido a la menor atracción gravitacional de la Luna, un reloj en la Luna funcionaría más rápido que uno en la Tierra, explica Patrizia Tavella, jefa del departamento de tiempo de la Oficina Internacional de Pesos y Medidas en Sèvres, Francia. en una entrevista con El científico americano. “La velocidad de un reloj también cambiaría dependiendo de su posición en la superficie lunar, debido a la rotación de la luna”, añade.

La ingeniera aeroespacial de la NASA Cheryl Gramling estima que cualquier reloj en la Luna ganaría 56 microsegundos en 24 horas. Estimación anual por El científico americano, se deben instalar al menos tres relojes maestros que funcionen al ritmo natural de la luna. Se espera que la salida de estos tres relojes junto con un algoritmo genere un estándar de tiempo más preciso.

“Lo más importante es que el tiempo lunar tendrá que ser práctico para los astronautas allí (ISS)”, dijo el jefe de planificación estratégica de la ESA, Bernhard Hufenbach, al Smithsonian revista. Cada día lunar dura hasta 29,5 días terrestres. Dado que el Programa Artemisa apunta a un alunizaje ya en 2026, es necesario considerar cómo adaptarse a este desafío para una estadía de larga duración.

“Pero habiendo establecido un sistema de horario de trabajo para la Luna, podemos seguir haciendo lo mismo para otros destinos planetarios”, dijo Hufenbach, en alusión a establecer estándares de tiempo para otros cuerpos celestes cercanos como Marte.

En noviembre de 2022, agencias espaciales y organizaciones académicas expresaron a nivel mundial la necesidad de un tiempo lunar unificado en una reunión de la ESA en Noordwijk, Países Bajos. La mayoría de los participantes estuvieron de acuerdo en “un tiempo de referencia lunar común”, pero debatieron si una sola organización debería fijar y mantener el tiempo en la Luna.

Además de Estados Unidos, varios países tienen ambiciones lunares. China ha declarado que enviará a sus astronautas a la Luna en 2030, mientras que India planea aterrizar en 2040. En enero, Japón se convirtió en el quinto país en aterrizar una nave espacial en la Luna, después de Estados Unidos, Rusia, India y China. Sin embargo, la India es el único país que ha logrado alunizar una nave espacial cerca del polo sur lunar.

“El liderazgo de Estados Unidos en la definición de un estándar adecuado beneficiará a todas las naciones con capacidad espacial”, afirmó la OSTP. Lograr un consenso sobre LCT debería ser más fácil para Estados Unidos debido a la participación de las naciones del Acuerdo Artemis. Sin embargo, dos de sus mayores rivales espaciales –China y Rusia– no han firmado los acuerdos, lo que plantea obstáculos.