據新華網訊息,美國國家宇航局(NASA)經過計算表明, 月球表面時間比地球表面時間每個地球日快57.5微秒。在人類對月球的探索中,這一差異對探月工程可能至關重要。
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科學家對月球授時(引自英國廣播公司)
美國國家宇航局根據這一差異,在備忘錄中提出,在2026年底之前,制定「協調月球時」系統。備忘錄顯示:該系統必須具備4個方面的品質:具備與「協調世界時」的邏輯可追溯性;足夠的具體性和準確性,能夠為極短的瞬間計時;在與地球失去聯系的情況下能夠「自給自足」;可延伸性,以便其他天體或太空環境也能參照這一時間標準。
這段話說的是什麽意思呢?簡單的說就是,這個「 協調月球時 」系統可以追溯過往的任一時刻,在過去發生的時間裏,月球上發生的事件,可以用這一系統進行簡單追溯記載;在任一小的時間裏,都能夠記錄下來;如果與地球失去聯系時,還能夠進行獨立授時,不會受到因為失去聯系而受到影響;在太空中,還能夠讓其他天體或太空環境,利用這一系統作時間參考。
要達到這樣的要求,科學家是怎麽來設計這套系統呢?
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月球圖片(引自網路)
地球上的時間是怎樣計算的?在理論物理界,愛因史坦的廣義和狹義相對論提供了重要支持。這也為秒的計算變得更加復雜。
廣義相對論認為,重力越大,時間流逝也就越慢。地球上分布在各地的時間授時裝置,由於受到重力作用的區別,因而對秒的快慢也會有差別,地球授時系統是根據這些所有授時裝置對秒的計數,綜合而得到一個統一的秒。科學家把這個系統稱做「協調世界時」
由於地球自轉帶來的影響,在一段時間內,又要加入「潤秒」以平衡誤差,達到與其自轉周期協調一致的目的。
按照狹義相對論,人或飛行器移動速度越快,時間也過得越慢。這些因素也會影響到時間的精準計算。在計算時間時,這個復雜度又變得更加復雜了。有幸的是,在航天器中,都有自己的時間系統,一般由地面授時系統對其校準。
如果要在月球上建立授時系統,按照地球得授時系統建立,在短期內要調平月球各地的差異,建立「協調月球時」系統,難度非常大也不現實。
根據狹義相對論和廣義相對論,月球受到的重力作用相對地球要小得多,而運動的情況較地球有差異。NASA的科學家經過計算,綜合考慮這兩種因素,得出月球表面較地球要快57.5微秒,這對宇航飛行,特別是地月間的飛行導航,將受到很大的影響。
形象的說,就如地球上的火車站一樣,高速行駛的列車什麽時候進站,什麽時候出站,都有嚴格科學的計算。如果在計算上出現失誤,那後果是不堪設想的。同樣的,以後地球與月球的聯系日益密切,發射飛行器,就必須要考慮到授時系統的差異,如此,才能順利的抵達指定的軌域,完成飛行任務。
科學家們已經發現,原子鐘計時對長時間的精度有利,而晶振計時對短期計時有利。未來對月球的計時,可能會考慮兩種計時方式的利弊,綜合權衡建立月球的授時系統。讓所有到達月球或是在月球工作的人,能夠有準時的授時系統。當然這個系統涉及的面廣泛,相關的國際組織也會對月球時間,給予清晰準確的定義。