El principio
El método se basa en el principio fundamental de que la luz viaja a una velocidad constante (aproximadamente 299,792,458 metros por segundo en el vacío). Al medir con precisión el tiempo que tarda un pulso de luz en viajar de un satélite a otro y de regreso, podemos calcular la distancia.
El proceso
1. Transmisión de pulso láser: Un láser en un satélite emite un pulso corto de luz hacia el otro satélite.
2. Reflexión: El otro satélite tiene un retrorlector, un dispositivo diseñado para reflejar la luz directamente de regreso a la fuente. Esto asegura que el haz de luz viaja el mismo camino en ambas direcciones.
3. Medición del tiempo: Un reloj altamente preciso en el primer satélite mide el tiempo que le toma al pulso láser viajar al segundo satélite, reflejar el retrorlector y regresar.
4. Cálculo de distancia: Conociendo la velocidad de la luz y el tiempo de viaje de ida y vuelta, podemos calcular la distancia utilizando la siguiente fórmula:
distancia =(velocidad de la luz x tiempo) / 2
Consideraciones clave
* precisión: La precisión de esta medición depende de la precisión de la medición del tiempo y la estabilidad de la frecuencia del láser.
* Efectos atmosféricos: La atmósfera puede afectar ligeramente la velocidad de la luz, por lo que se deben hacer correcciones.
* Relatividad: A distancias muy largas, los efectos de la teoría de la relatividad de Einstein se vuelven importantes. Estos efectos se explican en mediciones altamente precisas.
Aplicaciones
* Navegación por satélite: Esta técnica es esencial para el posicionamiento preciso de los satélites en órbita, crucial para los sistemas GPS y otras tecnologías de navegación.
* Geodesia: Ayuda a determinar la forma y el tamaño de la Tierra con extrema precisión.
* Seguimiento de la nave espacial: Se usa para rastrear la nave espacial en órbita y más allá.
* Distancia lunar: El mismo principio se usa para medir la distancia entre la tierra y la luna.
Ejemplo
Imagine que un pulso láser tarda 0.0001 segundos en viajar a un satélite, reflexionar y regresar.
* Tiempo =0.0001 segundos
* Velocidad de la luz =299,792,458 metros por segundo
distancia =(299,792,458 m/s x 0.0001 s)/2 =14,989.62 metros
Por lo tanto, la distancia entre los dos satélites es de aproximadamente 14,989.62 metros (o 14.99 kilómetros).
