Перед НАСА была поставлена задача определить стандартный часовой пояс для Луны, но это сложнее, чем вы могли бы подумать.
Правительство Соединенных Штатов поручило НАСА установить стандартное лунное время для Луны, которое будет известно как Координированное лунное время (CLT). В служебной записке, опубликованной 2 апреля, Управление научно-технической политики США (OSTP) объявило: "Федеральные агентства разработают стандартизацию небесного времени с основным акцентом на лунной поверхности и миссиях, работающих в окололунном пространстве (область в пределах орбиты Луны), обеспечивая достаточную синхронизацию с часовыми поясами на Земле для поддержки миссий к другим небесным телам". "Синхронизация" означает, что CLT может быть поддержано в соответствии с часовыми поясами на Земле.
В памятке были описаны следующие функции нового CLT:
- Отслеживание по Всемирному координированному времени (UTC – компромисс как для носителей английского, так и для носителей французского языков);
- Точность, достаточная для поддержки точной навигации и научных исследований;
- Устойчивость к потере контакта с Землей (что означает, что CLT может работать независимо от Земли); и
- Масштабируемость для космических сред за пределами системы Земля-Луна (это означает, что другие космические станции за пределами Луны также смогут использовать CLT).
Не ожидайте, что в ваших любимых приложениях для часовых поясов и календаря CLT будет доступна в качестве опции; у НАСА есть время до конца 2026 года, чтобы установить CLT.
Зачем Луне нужен свой собственный часовой пояс?
Говоря простым языком, нам нужна надежная система синхронизации “лунного времени” с Землей, потому что из-за меньшей силы тяжести на Луне время там течет немного быстрее, чем на Земле – всего на 58,7 микросекунды (в одной секунде 1 миллион микросекунд) быстрее в течение каждых 24 земных часов.
Это не научная фантастика, хотя и является главной особенностью голливудских блокбастеров, таких как "Интерстеллар". Известная как “гравитационное замедление времени”, на течение времени влияет сила тяжести.
Несмотря на небольшие расхождения во времени, они могут вызвать проблемы с синхронизацией спутников и космических станций на лунной орбите.
Неназванный представитель OSTP сказал агентству Рейтер: “Представьте, если бы мир не синхронизировал свои часы с одним и тем же временем – насколько разрушительным это могло бы быть и какими сложными стали повседневные дела”.
Как бы мы определили время на Луне?
Земля использует UTC или Всемирное координированное время для синхронизации часовых поясов по всему миру. UTC определяется более чем 400 атомными часами, которые поддерживаются в национальных "лабораториях времени” примерно в 30 странах мира. Атомные часы используют колебания атомов для достижения предельной точности в отсчете времени.
Аналогичные атомные часы были бы установлены на Луне, чтобы получать точные показания времени.
Известная как система позиционирования, навигации и синхронизации (PNT), эта система точной синхронизации позволяет системам связи измерять и поддерживать точную синхронизацию. The Ordnance Survey, британская организация, которая занимается составлением карт с 1791 года, объясняет, что PNT состоит из трех основных элементов:
- Позиционирование – способность точно определять свое местоположение и ориентацию, преимущественно в двух измерениях на печатной карте, хотя при необходимости можно определить трехмерную ориентацию.
- Навигация – способность определять как текущее, так и желаемое положение (относительное или абсолютное) и вносить поправки в курс, ориентацию и скорость для достижения желаемого положения из любой точки мира, от подповерхностного уровня (ниже поверхности Земли) до поверхности и от поверхности до космоса.
- Хронометраж – возможность поддерживать точное время из любой точки мира.
Есть ли у НАСА планы относительно часовых поясов в других частях космического пространства?
Хотя не было никаких упоминаний о часовых поясах на других планетах, в 2019 году миссия NASA Deep Space Atomic Clock (DSAC) протестировала атомные часы для улучшения навигации космических аппаратов в глубоком космосе. Миссия DSAC на ракете Falcon Heavy компании SpaceX была запущена 22 июня 2019 года. Ракета тестировала атомные часы на орбите Земли в течение одного года.
Как правило, космические аппараты отслеживают точное время, передавая сигналы на атомные часы на Земле, а затем сигнал отправляется обратно на космический корабль. В ходе этой миссии были протестированы бортовые атомные часы, позволяющие вести точное время, не полагаясь на двустороннюю связь между космическим кораблем и атомными часами на Земле. Точность определения времени зависит от получения точного позиционирования, помогая космическому кораблю успешно достичь намеченного местоположения в космосе.
Как объясняет Лаборатория реактивного движения НАСА, центр роботизированных исследований Солнечной системы: “Двусторонняя система, которая посылает сигнал с Земли на космический корабль, обратно на Землю и затем снова на космический корабль, заняла бы в среднем 40 минут. Представьте, что GPS на вашем телефоне потребовалось 40 минут, чтобы вычислить ваше местоположение. Вы можете пропустить поворот или проехать несколько съездов с шоссе, прежде чем он догонит вас. Если люди отправятся на Красную Планету [Марс], было бы лучше, если бы система была односторонней, позволяя исследователям немедленно определять свое текущее местоположение, а не ждать, пока эта информация вернется с Земли ”.
Миссия успешно завершилась в 2021 году, при этом бортовые атомные часы поддерживали правильное время и навигационное позиционирование.