文 | 徐锐

将来10年,月球探测复兴,列国在探测月球的同时,方案在月球上成立永久基地,但那将面对许多挑战,此中之一就是月球时间怎么定。

想在月球定居,必须解决这个问题  第1张

NASA月球勘测轨道飞翔器拍摄到的满月。图片来源:NASA Goddard

月球没有独立的时间系统,目前开展的月球探测使命时间刻度各不不异,但都接纳了协调世界时。

协调世界时又称世界同一时间,是地球时钟设定的尺度。但那种办法相对不切确,且月球探测器间的时间其实不同步。该计时办法只在独立月球使命中有效,若是有多个航天器协同工做,若何同一时间刻度就成了问题。若是未来人类成为月球“居民”,就像在地球上一样,利用一个通用的月球时间非常需要。

此外,若是航天机构要操纵卫星导航跟踪那些航天器,也需要切确的按时信号。

美国宇航局(NASA)戈达德空间中心的定位、导航和计时团队负责人,航空航天工程师Cheryl Gramling暗示,他们刚起头动手处理那个问题。

地球和月球的引力场差别,其上的时钟运行速度天然也差别。官方的月球时间能够基于与协调世界时同步的时钟系统,也能够独立于地球时间。目前科学家还不清晰通用的月球时间该采纳什么形式。

据《天然》报导,2022年11月,世界各地的航天机构和学术组织代表齐聚欧洲空间局(ESA)的欧洲空间研究与手艺中心,起头草拟关于若何定义月球时间的建议。

国际度量衡局时间部分负责人Patrizia Tavella认为,必需尽快决定月球官方时间,不然太空机构和私家公司将自行造定处理计划。

然而,定义月球时间其实不简单。秒的定义在任何处所都是一样的,但在狭义相对论中,引力场越强,时钟走得越慢。已知月球的引力比地球小,那么对地球上的不雅测者来说,月球时钟的运行速度要比地球时钟快。

Gramling估量,月球时钟每24小时会增加约56微秒。Tavella则暗示,受月球自转影响,时钟在月球差别位置会发作微妙的变革。

目前,造定月球时间有两种办法。第一种是至少设置3个以月球天然速度运行的主时钟,通过算法组合生成更切确的月球虚拟时钟。接着,计量学家需要做出选择,好比能否要将虚拟月球时钟与协调世界时联系关系起来,使月球时间与协调世界时按期同步。那将有利于月球用户与地球用户交互。

第二种办法是通过月球原子钟成立独立的月球持续时间,并跟踪阐发其与协调世界时的关系。如许,即便失去了与地球的联络,月球上的时钟仍然会连结一致并继续运行,如许能够成立平安的导航和通信通道。此外,成立一个独立的时间模子也将有助于太空机构对准更远的行星,如火星,因为在那里通过协调世界时停止传输远比月球复杂得多。