Los satélites Galileo preparados para un año de experimento sobre Einstein
Los satélites europeos Galileo quinto y sexto, que se vieron sometidos a complejas maniobras de recuperación tras a su lanzamiento en órbitas incorrectas el año pasado, ayudarán a llevar a cabo una ambiciosa prueba de un año sobre la teoría más famosa de Einstein.
Los satélites Galileo 5 y 6 se lanzaron juntos en un lanzador Soyuz el 22 de agosto de 2014. Debido a un fallo en la etapa superior quedaron atrapados en órbitas elípticas que impedían su uso para navegación.
Los especialistas de la ESA analizaron el problema y supervisaron una compleja estrategia de maniobras para elevar el perigeo de las órbitas (punto de las órbitas más bajo) y hacerlas así más circulares.
“Los satélites y sus cargas útiles de navegación pueden ahora funcionar de manera continua. La Comisión Europea, con el apoyo de la ESA, está valorando su posible uso operacional definitivo, dentro del sistema Galileo”, explica Javier Ventura-Traveset, Asesor científico de la ESA en Navegación por satélite.
“Mientras tanto, los satélites se han convertido, de forma accidental, en instrumentos con un elevado interés científico, ya que permiten probar la teoría general de la relatividad de Einstein, al medir la manera en que la gravedad afecta al paso del tiempo, de una forma más exhaustiva que nunca hasta la fecha”.
Aunque las órbitas de los satélites hayan sido ajustadas, mantienen su forma elíptica y cada satélite asciende y desciende unos 8.500 km dos veces al día.
Estos desplazamientos regulares de altura y, por ende, de niveles de gravedad son los que van a evaluar los investigadores con relación a sus relojes.
Hace un siglo, Albert Einstein predijo que cerca de un cuerpo masivo el tiempo se ralentiza. Esto se verificó empíricamente de forma más significativa en 1976, cuando un reloj atómico de máser de hidrógeno en Gravity Probe A fue lanzado a 10.000 km en el espacio, confirmando la predicción hasta un nivel de precisión de 140 partes por millón.
Los relojes atómicos de los satélites de navegación se desplazan más rápido en órbita que en tierra —unas décimas de microsegundo al día, que darían lugar a errores de navegación de unos 10 km diarios—.
“Ahora, por primera vez desde Gravity Probe A, tenemos la oportunidad de mejorar las medidasy confirmar la teoría de Einstein con mayor precisión”, comenta Javier.
Este nuevo esfuerzo aprovecha las ventajas de la precisión del reloj atómico de máser pasivo de hidrógeno a bordo de cada satélite Galileo, de la dilatación del tiempo variable generada por las órbitas elípticas y de la supervisión continua de los satélites Galileo, gracias a red global de estaciones de tierra.
“Además, mientras el experimento del Gravity Probe A incluía las medidas de una sola órbita de la Tierra, nosotros podremos monitorizar cientos de órbitas durante el trascurso de un año”, explica Javier.
“Esto facilitará la posibilidad de refinar gradualmente nuestras mediciones, identificando y suprimiendo los errores. De hecho, eliminar esos errores sistemáticos es uno de nuestros grandes retos”.
“Para ello contamos con el apoyo de los mejores expertos europeos, con el seguimiento preciso que proporciona el servicio internacional del sistema global de navegación por satélite de Europa, además del seguimiento de los satélites por láser, lo que nos permitirá obtener precisiones centimétricas de las órbitas”.
Se espera obtener resultados en un año aproximadamente y que estos cuadrupliquen la precisión de los resultados del Gravity Probe A.
Los dos equipos a cargo de los experimentos son el ZARM, Centro de Tecnología Espacial Aplicada y Microgravedad de la Universidad de Bremen en Alemania y el SYRTE, Systèmes de Référence Temps-Espace de CNRS / Observatorio de París – PSL Research University /UPMC – Sorbonne Universités en Francia, ambos especializados en la investigación de Física Fundamental.
Está previsto que el próximo experimento de la ESA ACES (Atomic Clock Ensemble in Space), que emprenderá vuelo a la Estación Espacial Internacional en 2017, continúe con las comprobaciones sobre la teoría de Einstein con precisiones de hasta 2–3 partes por millón.
Para más información, contactar con:
Javier Ventura-Traveset
ESA Global Navigation Satellite Systems Senior Advisor
Email: Javier.ventura-traveset@esa.int
Pacôme Delva
SYRTE, Observatoire de Paris
Email: pacome.delva@obspm.fr
Sven Hermann
ZARM Center of Applied Space Technology and Microgravity
Email: sven.herrmann@zarm.uni-bremen.de
