Los satélites mantienen los relojes del mundo a tiempo. ¿Qué pasa si fallan?

si te diriges al suroeste de Londres, puede ingresar a Teddington, un suburbio con avenidas bordeadas de árboles que se encuentra a orillas del río Támesis. Aquí, en este vecindario inocuo, encontrará uno de los programas de seguridad más inusuales del Reino Unido: el Centro Nacional de Cronometraje (NTC), un laboratorio dirigido por el gobierno que está trabajando para crear una forma nueva y más resistente para que el país mida tiempo.

Durante décadas, el Reino Unido, como casi todos los demás países, se ha basado en los sistemas globales de navegación por satélite (señales de satélites que orbitan en el espacio) para saber la hora con precisión. Estas señales GNSS proporcionan la base para las redes móviles, las redes de energía e Internet. Son la fuente de la hora en su teléfono inteligente, su computadora portátil y prácticamente cualquier otro dispositivo inteligente que juega un papel en su vida. Pero existen temores crecientes de que el GNSS pueda verse interrumpido o falle, y con enormes implicaciones. Una interrupción de cinco días le costaría a la economía británica un estimado de £5,200 millones ($6,150 millones).

En 2017, un informe independiente encargado por el gobierno británico declaró que la ignorancia sobre la importancia de la medición precisa del tiempo y el papel del GNSS para proporcionarla era “especialmente aguda”. Agregó que la vulnerabilidad del sistema, tanto a la interferencia natural como a la intencional, fue “poco entendida”, antes de recomendar que el país tome medidas para aumentar la resiliencia de su sincronización precisa.

“Nuestra dependencia del tiempo, una utilidad invisible, está aumentando rápidamente en nuestra infraestructura digital”, dice Leon Lobo, director del programa NTC. Y, sin embargo, a pesar de esto, el tiempo del Reino Unido se proporciona a través de un sistema vulnerable, explica. Por eso, en 2020 se constituyó el NTC.

Es posible que no haya pensado antes en cómo su teléfono y, por ejemplo, un tablero de salidas en una estación de tren le muestran la misma hora, pero así es como se logra. Las señales GNSS se envían a través de una constelación de satélites, y cada satélite transmite mensajes codificados que indican qué satélite es, su ubicación en el espacio y una marca de tiempo estable que genera a bordo a través de múltiples relojes atómicos, el estándar de oro de la medición del tiempo. Estos miden el tiempo contando las oscilaciones de ciertos átomos, cuyas vibraciones son altamente consistentes y estables, lo que significa que los relojes que dependen de ellos apenas se desvían. (El reloj atómico de la NASA, por ejemplo, se mantendrá preciso al segundo durante más de 10 millones de años).

Cuando un receptor GNSS recibe una señal, miles de kilómetros más abajo, en la Tierra, puede calcular la distancia al satélite que la envió midiendo el tiempo de retraso entre la transmisión de la señal y su recepción, porque las señales de radio viajan a una velocidad conocida. velocidad. ​​Siempre que el receptor pueda recibir una señal de al menos cuatro satélites, puede calcular no solo su posición con una precisión de nivel de metro, sino también la hora local en fracciones de microsegundo.

Y debido a que estos datos pueden ser recogidos por cualquier dispositivo con un receptor del tamaño de un chip pequeño, incluido un teléfono móvil o un sistema de navegación en el automóvil, GNSS es de bajo costo, más allá del lanzamiento inicial de los satélites. Se pueden implementar sistemas más precisos localmente pero, hablando en general, GNSS puede brindar precisión de reloj atómico a escala global sin la necesidad de relojes atómicos locales reales. Por esta razón, miles de millones de personas lo utilizan a diario y es la columna vertebral de una amplia gama de servicios que requieren un tiempo o posicionamiento precisos, incluidos los servicios de respuesta a emergencias, la aviación y la agricultura de precisión.