Salto cuántico: el primer sensor espacial para medir la gravedad de la Tierra

La NASA ha puesto en marcha una iniciativa que puede cambiar radicalmente nuestra capacidad para estudiar el planeta desde el espacio. En colaboración con diversos centros científicos, la agencia está desarrollando el primer sensor cuántico espacial diseñado para medir la gravedad de la Tierra con una exactitud sin precedentes. Esta innovación se basa en principios fundamentales de la física cuántica y promete no solo incrementar la precisión de las mediciones gravitacionales, sino también transformar nuestra comprensión sobre los procesos dinámicos del planeta. Hasta ahora, los estudios del campo gravitacional terrestre han dependido de misiones como GRACE y GRACE Follow-On, que miden los cambios de masa en la Tierra —por ejemplo, el derretimiento de glaciares o las fluctuaciones del nivel del mar— mediante la observación del movimiento de dos satélites en conjunto. Sin embargo, estos métodos tienen limitaciones en cuanto a resolución y frecuencia de datos.

Imagen: NASA

El nuevo sensor cuántico que la NASA está perfeccionando busca superar estos obstáculos. Utiliza un principio conocido como interferometría de átomos fríos, en el cual una nube de átomos ultraenfriados se libera en caída libre dentro de una cámara de vacío, donde se mide su respuesta ante las fuerzas gravitacionales. Al no estar en contacto con ninguna superficie sólida y operar en microgravedad, como la que se encuentra en el espacio, esta nube atómica puede moverse libremente, lo que permite obtener mediciones extremadamente sensibles y estables. ¿Por qué medir la gravedad desde el espacio?

Comprender la gravedad terrestre no solo es una cuestión académica. Las pequeñas variaciones del campo gravitacional pueden reflejar cambios importantes en el planeta: desde el aumento del nivel del mar, la pérdida de masa de los glaciares, hasta la redistribución del agua subterránea y la actividad sísmica. Medir estos cambios con alta resolución es crucial para anticipar fenómenos climáticos extremos, gestionar recursos hídricos y prevenir desastres naturales.

El uso de sensores cuánticos en órbita abre una posibilidad revolucionaria: monitoreo continuo, en alta resolución y con gran precisión de los flujos de masa a lo largo del planeta. Esta capacidad, que hasta hace pocos años parecía ciencia ficción, es cada vez más una realidad tangible gracias a los avances en física atómica y tecnología espacial. Lo que hace única esta tecnología es su núcleo cuántico: una nube de átomos ultrafríos (generalmente rubidio o cesio), que se enfrían a temperaturas cercanas al cero absoluto. En este estado, los átomos actúan como ondas, y al ser divididas y luego recombinadas mediante láseres, producen interferencias que pueden ser analizadas con extrema precisión. Según la NASA, los primeros experimentos a bordo de satélites y plataformas suborbitales están en fase avanzada, y se espera que el primer prototipo operativo sea enviado al espacio antes del año 2030.