В перспективе – создание «часового пояса» Луны

Идея жизни на Луне ставит перед исследователями много проблем. Некоторые из этих проблем кажутся довольно очевидными: нам нужно добывать кислород, чтобы дышать, нам нужно привозить или выращивать еду с Земли и нам нужно создать какую-то среду обитания для жизни. Но есть и ряд других, менее известных и даже несколько удивительных проблем — например, насколько сложно точно отсчитывать время на Луне.

По мере того, как программа NASA Artemis, направленная на возвращение людей на Луну в ближайшем будущем, продвигается вперёд, агентству определённо понадобится сверхточное измерение времени для обеспечения таких вещей, как надёжная связь с Землёй и безопасные манёвры космических кораблей. Многие космические агентства и даже коммерческие космические компании спешат добраться до лунной поверхности в ближайшие годы. В новом исследовании учёные из Национального института стандартов и технологий (NIST) наконец-то решили давнюю проблему разработки надёжных часов для жизни на Луне.

Здесь, на Земле, используются атомные часы, чтобы тщательно отслеживать время. Атомные часы — это именно то, на что они похожи; это способ измерения времени с использованием свойств атома. Эти блестящие маленькие изобретения используются для многих технологических достижений, на которые мы полагаемся сегодня.

Если астронавты миссии «Артемида» и будущие граждане Луны захотят, чтобы приложения аналогичные Яндекс.Карты указали им путь к ближайшему лунному кратеру, им понадобятся точные часы, чтобы сделать космическую ГНСС реальностью, — но нельзя просто использовать те же атомные часы, что и на Земле.

Почему? Ну, как и всё во вселенной, атомы подвержены силе гравитации. Гравитационная сила Луны заставляет атомные часы там идти быстрее примерно на 56 микросекунд в день по сравнению с эквивалентными атомными часами на Земле. Это немного, но этого достаточно, чтобы нарушить работу систем, которые полагаются на точное время.

Всё становится ещё сложнее, когда необходимо связаться между Землей и Луной, и всё благодаря специальной теории относительности Эйнштейна. Кто-то на Земле не будет измерять то же время, что и кто-то на Луне, поскольку время течёт по-разному для каждого из этих наблюдателей. Представьте, что вы пытаетесь встретиться с кем-то в определённом месте и в определённое время — но вы знаете только общий район, куда нужно пойти, и ваши часы отстают на несколько часов по сравнению с часами вашего друга. Будет непросто сделать так, чтобы эта встреча прошла гладко.

Исследователи решили эту проблему, создав новый эталон «лунного времени» для хронометража — своего рода всемирное координированное время (UTC) здесь, на Земле. Исследование было опубликовано в The Astronomical Journal.

Это, как если бы вся Луна была синхронизирована с одним “часовым поясом”, скорректированным с учётом гравитации Луны, а не с постепенной рассинхронизацией часов с земным временем. Цель — гарантировать, что космический корабль сможет приземлиться в пределах нескольких метров от предполагаемого пункта назначения».

Это первый шаг к лунной системе ГНСС, позволяющей осуществлять сложную координацию между спутниками и жителями на Луне. Поскольку НАСА начинает планировать долгосрочную лунную базу и, возможно, даже добычу полезных ископаемых на Луне, это будет ключевой технологией для разработки.

Предлагаемая структура, лежащая в основе лунного координатного времени, в конечном итоге может позволить исследования за пределами Луны и даже за пределами нашей солнечной системы. Как только люди разовьют возможности для таких амбициозных миссий, конечно».

Подписывайтесь на журнал «Вестник ГЛОНАСС» и навигационный Telegram-канал

По материалам открытых источников