NASA по поручению Белого дома планирует разработать единый стандарт исчисления времени на Луне — Координированное лунное время / © Yichuan Cao, Sipa USA, SIPA

Американское правительство предложило NASA разработать план по внедрению единого стандарта исчисления времени на Луне. Этот вопрос должен быть решен до 2026 года — к моменту запланированного пилотируемого полета на спутник нашей планеты. На Селене время течет быстрее, чем на Земле, поэтому такой стандарт станет эталоном времени для новых лунных космических миссий, для которых важна предельная точность при выполнении сложных задач — как на поверхности, так и на орбите Луны.

Эталонное время для нашей планеты — Всемирное координированное время (Coordinated Universal Time, UTC), которое в 1972 году ввело Международное бюро мер и весов для облегчения международных коммуникаций и навигации. Это стандарт, по которому люди регулируют свои часы. В его основе лежит работа сети атомных часов, фиксирующих постоянно меняющееся энергетическое состояние атомов и определяющих время с точностью до наносекунды. Такие приборы установлены в метрологических центрах в разных странах, они невероятно точные: погрешность в среднем составляет одну секунду за несколько сотен миллионов лет.

Практически все страны используют UTC в качестве стандарта для своих национальных часовых поясов. Уточним, UTC — не единое время. Земля условно разделена линиями от Северного до Южного полюса. Эти линии образуют часовые пояса, каждый из них имеет свое значение от -12 до +12. Это значение показывает, на сколько часов в конкретном часовом поясе больше или меньше, чем в нулевом — поясе отсчета (им служит Гринвичский меридиан, проходящий через обсерваторию города Гринвич в Великобритании). Поэтому, когда говорят, что Москва находится в часовом поясе UTC+3, это означает, что в столице России на три часа больше, чем в Лондоне (Гринвич находится недалеко от Лондона).

Что касается естественного спутника Земли, то для него не существует какого-то единого стандарта исчисления времени. До сегодняшнего дня исследователи просто не видели в этом смысла.

Часовые пояса / © Wiki

Все автоматические аппараты для изучения Луны ученые отправляли и отправляют в космос согласно времени страны, которая руководит миссией. Исходя из этого рассчитывается так называемая циклограмма миссии, в основе которой лежит программа станции, разбитая на временные отрезки. Зачастую управление космическими машинами происходит из одной конкретной точки на Земле, поэтому проблем с необходимостью введения временного стандарта на Луне у стран — участниц таких проектов не возникало.

Однако в последние годы ученые говорят о создании больших и сложных международных лунных программ, в том числе по отправке человека на поверхность нашего спутника («Артемида III», намеченная на 2026 год). В таком случае руководить этими миссиями будет достаточно непросто, ориентируясь лишь на земное время, которое привязано к одному конкретному часовому поясу. Из-за разницы во времени может возникнуть целый ряд технических ошибок как на пути к Луне, так и при посадке аппарата.

В связи с этим NASA по поручению Белого дома собирается разработать единый стандарт исчисления времени на Луне — Координированное лунное время (Coordinated Lunar Time, LTC). Это будет не система часовых поясов, как на нашей планете, а собственная система отсчета времени для земного спутника. В американском правительстве уверены, что без этой системы совместные миссии на Луну с другими странами будут проходить гораздо сложнее.

Гравитация Луны слабее, чем гравитация Земли, а значит, часы там идут быстрее (чем сильнее гравитация в той или иной точке, тем медленнее, относительно внешнего наблюдателя, там течет время) — по данным NASA, на 58,7 микросекунды в день. Разница в одну секунду накапливается почти за 47 лет.

На первый взгляд кажется, что это сущие пустяки, но такое предположение в корне неверно. Даже разница в доли секунды может вызвать ошибки в передаче данных между космическими зондами, а также нарушить синхронизацию связи между Землей, базами, астронавтами, лунными спутниками. Кроме того, расхождения по времени могут, например, привести к ошибкам (в том числе программным) при работе с картографией‌ и геолокацией‌ как на самом спутнике, так и на лунной орбите.

«На поверхности Луны астронавты „Аполлонов“ носили обычные часы. Тогда время не было таким важным, как сейчас, когда используют GPS, спутники и другие сложные системы. Эти микросекунды имеют значение, когда происходит высокотехнологичное взаимодействии людей и машин», — пояснил Кевин Коггинс (Kevin Coggins), главный специалист NASA по коммуникациям и навигации.

 
Сверхточные атомные часы NIST. Погрешность этих часов составляет одну секунду за 300 миллионов лет / © NIST 

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США планирует ввести Координированное лунное время к сентябрю 2026 года — к моменту запланированного пилотируемого полета на Луну («Артемида III»). Для осуществления этой миссии потребуется предельно точная планировка вплоть до наносекунд: любое отклонение может отправить космический аппарат с людьми на неверную орбиту.

Пока не ясно, как именно NASA собирается решать проблему единого стандарта исчисления времени на Луне. Один из способов — размещение атомных часов в разных областях земного спутника. Но прежде американскому аэрокосмическому агентству необходимо определить, с какого момента следует вводить новое времяисчисление и как далеко оно должно распространяться по лунной территории.

Отметим, что идею похожего проекта в 2023 году выдвигало Европейское космическое агентство (ESA). Там предлагали установить для Луны систему часовых поясов с помощью сети взаимодействующих спутников, поверхностных вышек и стационарных ретрансляторов LunaNet.

источник