¿Cómo los astronautas llegarán a su destino en Marte si en el espacio no existe el GPS?

En 2024 se espera que los humanos regresen a la Luna y que esta misión sea el paso decisivo para que se haga realidad la llegada de misiones tripuladas a Marte. Pero esto supone una gran cantidad de retos tecnológicos. 

En la actualidad, los astronautas dirigen las naves espaciales con órdenes que les brindan sus equipos en Tierra, quienes calculan su posición y trazan el rumbo. Pero este sistema, usado en las misiones Apolo y posteriores, puede tardar entre minutos y horas para entregar órdenes de navegación. Esto supone que todas las misiones actuales dependen de la Tierra para llegar a su destino.

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"Esa limitación plantea problemas obvios para una futura misión tripulada a otro planeta. ¿Cómo pueden los astronautas navegar lejos de la Tierra si no tienen control inmediato sobre hacia dónde se dirigen? ¿Y cómo pueden aterrizar con precisión en otro planeta cuando hay un retraso en la comunicación que afecta la rapidez con la que pueden ajustar su trayectoria hacia la atmósfera?", señala la NASA.

Para solucionar este problema, científicos de la NASA han desarrollado el reloj atómico de espacio profundo, un dispositivo del tamaño de un tostador que ayudará a los astronautas a navegar en el espacio sin depender de las órdenes de la Tierra.

En nuestro planeta, los vehículos pueden ir a cualquier destino gracias al sistema de posicionamiento global (GPS), pero en el espacio esta tecnología no funciona. El reloj atómico de espacio profundo es el primer instrumento parecido a un GPS que ayudará en la navegación en el espacio, afirma la agencia espacial.

Este aparato es "lo suficientemente pequeño y estable como para volar en una nave espacial" y se lanzará a fines de junio de este año en el cohete SpaceX Falcon Heavy a la órbita de la Tierra para ponerlo a prueba durante un año.

De tener éxito, el Deep Space Atomic Clock podría lograr una mejora significativa para los astronautas que viajarán a la Luna, Marte y a otros planetas en el futuro.

En la actualidad, los satélites que orbitan la Tierra usan relojes atómicos para brindar GPS a los dispositivos. Pero estos no son lo suficientemente precisos para enviar direcciones a las naves que vuelan más allá de la órbita de nuestro planeta.

Por ello, desde bases en la Tierra se utilizan antenas gigantes para enviar una señal a la nave, que a su vez la devuelve a la Tierra, como si se tratara de un eco. Relojes extremadamente precisos en el suelo miden cuánto tarda la señal en hacer este viaje de dos pasos, con lo cual pueden determinar qué tan lejos está la nave y su velocidad. Con esta información, pueden decirle a la nave hacia donde ir.

"Si estoy parado frente a una montaña y grito, cuanto más tarde el eco en volver a mí, más lejos está la montaña", explica Jill Seubert, investigadora principal del proyecto.

En cambio, al contar con relojes atómicos en órbita y otros en el espacio, la señal de la nave no tendrá que llegar a la Tierra, sino a uno de los relojes más cercanos. De este modo, el reloj atómico del espacio profundo a bordo medirá la cantidad de tiempo que tomó esa señal para alcanzarlo y la nave espacial podrá calcular su propia posición y trayectoria, ahorrando mucho tiempo.

"Tener un reloj a bordo permitiría la navegación por radio a bordo y, cuando se combina con la navegación óptica, ofrece una forma más precisa y segura para que los astronautas puedan navegar por sí mismos", afirma Todd Ely, investigador principal del Reloj Atómico de Espacio Profundo.

Este sistema unidireccional además podrá comunicarse con otras misiones en el espacio y podría mejorar la precisión del GPS en la Tierra.

Los investigadores consideran que se pueden colocar varias naves en la órbita de los planetas, creando una red similar a la de un GPS, la cual daría instrucciones a los robots y humanos en la superficie.

Los científicos de Laboratorio de Propulsión a Choro de la NASA crearon el reloj con iones de mercurio, que en pruebas de laboratorio demostró ser 50 veces más preciso que los relojes GPS. 

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