El Reloj Espacial del Espacio Profundo, es un hermano de los relojes atómicos con los que interactuamos a diario en nuestros teléfonos inteligentes. Éstos a bordo de los satélites permiten que la aplicación de GPS de los smarthphones nos traslade del punto A al punto B, calculando dónde nos encontramos en la Tierra según el tiempo que tarda la señal.
Sin embargo, las naves espaciales no tienen GPS para ayudarles a encontrar su camino en el espacio profundo; en cambio, los equipos de navegación confían en los relojes atómicos de la Tierra para determinar los datos de ubicación. Cuanto más lejos viajamos de nuestro planeta, más tiempo lleva esta comunicación. Por ende, el Reloj Espacial del Espacio Profundo será el primer reloj atómico diseñado para volar a bordo de una nave espacial que va más allá de la órbita de la Tierra, mejorando consistentemente el proceso.
Hoy en día, los astronautas viajan por el espacio profundo utilizando antenas gigantes ubicadas en la Tierra, las cuales envían señales a las naves espaciales y estas luego las devuelven a la nuestro planeta. Los relojes atómicos, en superficie terrestre, miden el tiempo que tarda una señal para hacer este viaje de dos vías. Solo entonces los navegadores humanos en la Tierra pueden usar grandes antenas para decirle a la nave espacial dónde está y dónde ir.
Si queremos que los humanos exploren el sistema solar, sostiene la NASA, necesitamos una forma mejor y más rápida para que los astronautas a bordo de una nave espacial sepan dónde están, idealmente sin necesidad de enviar señales a la Tierra. Un Reloj Atómico de Espacio Profundo en una nave espacial le permitiría recibir una señal de la Tierra y determinar su ubicación inmediatamente utilizando un sistema de navegación a bordo.
Cualquier reloj atómico tiene que ser increíblemente preciso para ser usado en este tipo de navegación: un reloj que está apagado incluso por un solo segundo podría significar la diferencia entre aterrizar en Marte o perderse por millas. En las pruebas en tierra, el reloj atómico de espacio profundo demostró ser hasta 50 veces más estable que los relojes atómicos en satélites GPS. Por lo que, si la misión puede probar esta estabilidad en el espacio, sería uno de los relojes más precisos del universo.
Los relojes de pulsera y los atómicos mantienen el tiempo de manera similar: midiendo las vibraciones de un cristal de cuarzo. En los primeros, se envía un pulso eléctrico a través de cuarzo para que vibre constantemente, lo que actúa como un péndulo que marca cuánto tiempo ha pasado. No obstante, puede fácilmente desviarse de la pista por segundos —o incluso minutos— durante un período determinado.
En cambio, un reloj atómico usa átomos para ayudar a mantener una alta precisión en sus mediciones de las vibraciones de cuarzo. La longitud de un segundo se mide por la frecuencia de la luz liberada por átomos específicos, que es la misma en todo el universo. Pero los átomos en los relojes actuales pueden ser sensibles a los campos magnéticos externos y a los cambios de temperatura. El reloj atómico del espacio profundo utiliza iones de mercurio, menos de la cantidad que normalmente se encuentra en dos latas de atún, que se encuentran en las trampas electromagnéticas. El uso de un dispositivo interno para controlar los iones los hace menos vulnerables a las fuerzas externas.
El Reloj Espacial del Espacio Profundo volará en el satélite Orbital Test Bed, que se lanzará en el cohete SpaceX Falcon Heavy con otras dos docenas de satélites de instituciones gubernamentales, militares y de investigación. El lanzamiento está previsto para este 22 de junio de 2019, a las 20:30 PDT —23:30 horas en Santiago— del Centro Espacial Kennedy de la NASA en Florida y se transmitirá en vivo a través de su sitio web.