… es el Tiempo Coordinado en la Luna?

En los próximos años, la Luna dejará de ser un destino esporádico para convertirse en un escenario habitual de actividad humana. Misiones tripuladas, bases permanentes y vehículos automatizados trabajarán simultáneamente sobre su superficie. Esta nueva realidad plantea múltiples retos tecnológicos y logísticos, pero hay uno que cobra una especial relevancia: definir qué hora es en la Luna y cómo ligarla con la nuestra.

La necesidad de un Tiempo Lunar Coordinado

En la Tierra, tecnologías tan familiares como el sistema GPS, las redes móviles 4G/5G o las redes eléctricas inteligentes no serían posibles sin una sincronización extremadamente precisa (a niveles de unos pocos nanosegundos) de las señales involucradas. Esta sincronización es posible gracias a un conjunto de más de 450 relojes atómicos ubicados en alrededor de 80 laboratorios en todo el mundo que, tras una serie de correcciones, se encargan de definir el Tiempo Atómico Internacional del que se deriva la escala de referencia internacional, conocida como Tiempo Universal Coordinado (UTC). Sin embargo, en la Luna, la situación es muy diferente. Hasta la fecha, cada misión espacial utiliza su propia referencia de tiempo, trazada a la referencia terrestre, es decir, al tiempo UTC, mediante señales radio enviadas a través de antenas de grandes dimensiones localizadas en sus respectivos centros de control. Esta solución funciona mientras las misiones sean puntuales y estén bien coordinadas, pero será inviable a medida que aumente la actividad lunar.

Además, los relojes atómicos en la Luna no funcionan exactamente igual que en la Tierra como ya sabemos gracias a Albert Einstein cuando formuló y publicó la teoría de la relatividad especial en 1905 y, diez años después, la teoría de la relatividad general. En ambas teorías se introdujo un concepto revolucionario en la física: la dilatación del tiempo. Y es que, de acuerdo con la primera, el tiempo pasa más despacio para un observador que se mueva a una mayor velocidad con respecto a otro y, de acuerdo con la segunda, lo mismo sucede para un observador que se encuentre sometido a un campo gravitatorio mayor.

En el caso que nos atañe, debido a la menor gravedad lunar y aplicando la teoría de la relatividad general, los relojes avanzan más rápido en la Luna, unos 56 microsegundos por día. Por otro lado, conforme a la teoría de la relatividad especial y como resultado del movimiento lunar, los relojes avanzan más despacio, pero como su velocidad es prácticamente despreciable (si la comparamos con la velocidad de la luz), dicho retraso sería menor, por debajo del microsegundo. La diferencia total, aunque pueda parecer insignificante, compromete seriamente tanto el posicionamiento en la navegación y alunizajes como las comunicaciones de, y entre, naves espaciales o satélites.

Un sistema de navegación lunar

Para abordar este desafío, desde finales del 2022, las agencias espaciales europea (ESA) y estadounidense (NASA) vienen ideando y planificando sistemas globales de navegación por satélite (GNSS) específicos para la Luna. Proyectos como Moonlight, de la ESA, y Lunar Communications Relay and Navigation Systems, de la NASA, buscan establecer constelaciones de satélites con relojes atómicos que permitan a naves y astronautas posicionarse con precisión.

El “GNSS lunar” funcionaría de la misma manera en que lo hacen los conocidos GPS o Galileo, entre otros, donde un receptor determina su ubicación, mediante triangulación, a partir del tiempo que tardan en llegar las señales de al menos tres satélites. Pero para que esto funcione, se necesita una referencia horaria común, un Tiempo Lunar Coordinado (LTC), que sea consensuado no solo por las diferentes agencias espaciales sino por el Departamento de Tiempo de la Oficina  Internacional de Pesas y Medidas. De lo contrario, dichas agencias así como empresas privadas del sector traerían consigo sus propias soluciones.

Esta iniciativa está en consonancia con el actual programa Artemis de la NASA, que busca establecer una presencia humana permanente en la Luna a medio plazo, desplegando infraestructura e instrumentación progresivamente.

¿Cómo se definirá el tiempo lunar?

La realización del LTC, de manera análoga a nuestra escala UTC, requiere de un conjunto de relojes atómicos —tres como mínimo— que se instalarían bien sobre la propia superficie lunar o  en órbita como se mencionaba el apartado anterior. La información de dichos relojes se combinaría mediante un algoritmo para implementar una escala de tiempo que sirva como referencia oficial en la Luna y allá donde se quieran llevar a cabo futuras exploraciones y misiones espaciales.

Actualmente se plantean dos posibles realizaciones del LTC. La primera de ellas, y más simple, radicaría en mantener su sincronización respecto del tiempo UTC. Para ello se llevarían a cabo ajustes periódicos desde la Tierra, lo que facilitaría la interoperabilidad con los sistemas terrestres. La segunda posibilidad consistiría en establecer una escala de tiempo totalmente autónoma que funcione incluso si se perdiese el enlace con la Tierra. Esta opción es más compleja, pero también más fiable de cara a posibles futuras misiones a cuerpos celestes más lejanos.

Más allá del tiempo: un ecosistema lunar

Aparte del establecimiento de un sistema horario local y autónomo, las agencias espaciales también discuten sobre qué mapas usar, qué sistemas de coordenadas adoptar y cómo lograr la interoperabilidad entre distintos países. Todo esto forma parte de una iniciativa mucho más amplia: LunaNet, una especie de Internet lunar que permitiría integrar comunicación, navegación y computación entre todos los actores que operen en el satélite.

Este esfuerzo no solo facilitará la exploración lunar y de sus recursos, sino que también servirá como base para una futura red de navegación interplanetaria, comenzando con Marte, donde la dependencia del tiempo UTC sería aún más compleja. Establecer una hora en la Luna puede parecer una tarea menor, pero en realidad es el primer paso hacia una nueva infraestructura espacial. Si todo marcha según lo previsto, hacia 2030 comenzará a operar el primer sistema horario extraterrestre, el LTC, que será la antesala de una red de navegación y comunicación interplanetaria.

En definitiva, la humanidad está a punto de convertirse en una especie multiplanetaria. Pero para vivir, trabajar y continuar explorando más allá de la Tierra, primero debemos responder una pregunta fundamental: ¿qué hora es allá afuera?