Человечество все ближе к созданию постоянной базы на поверхности Луны. На фоне этого возникает важный вопрос: как точно отмерять время на нашем естественном спутнике? Оказывается, ответ на этот вопрос довольно сложен и связан с теорией относительности Альберта Эйнштейна.
Время относительно
В апреле Белый дом США бросил вызов ученым, предложив им разработать универсальный лунный стандарт времени, которым будут пользоваться все будущие лунные базы, и который упростит перемещение между Землей и Луной. Казалось бы, для этого достаточно просто установить на Луне несколько атомных часов. Но все не так просто.
Проблема заключается в том, что время течет по-разному в разных средах с различной гравитацией и движением относительно наблюдателя, как это предсказывал Эйнштейн.
Ученые уже столкнулись с этим явлением еще в 1969 году во время миссии «Аполлон-11». Когда Базз Олдрин вернулся на Землю, оказалось, что его личные часы Omega Speedmaster Professional, официальный хронограф NASA для пилотируемых космических полетов, немного отстали.
Теперь, как сообщает Eos, исследователи из Национального института стандартов и технологий провели некоторые расчеты и обнаружили, что лунные часы идут чуть-чуть быстрее. Согласно их результатам, опубликованным в Astronomical Journal, движение Луны замедляет ее часы по сравнению с Землей, но низкая гравитация ускоряет их, что приводит к ежедневному дрейфу в 56 микросекунд.
Почему это важно?
Хотя задержка в 56 микросекунд может показаться незначительной для повседневной жизни, ее учет имеет решающее значение для точности, необходимой для космической навигации и связи. И эта проблема нарастает по мере того, как человечество наращивает свое присутствие на Луне.
Если не учитывать эти 56 микросекунд в расчетах, это может привести к навигационной погрешности до 17 километров в день. Стандарты, установленные для миссий программы Artemis, требует точности в расчетах до 10 метров.
Что с этим делать?
Решение заключается в создании точной лунной системы времени, тщательно учитывающей все релятивистские эффекты, такие как вращение Луны, орбитальное движение, гравитационные силы обоих тел и колебания, вызванные приливными влияниями Солнца и других планет.
Хотя до момента, когда это станет жизненно необходимо, еще несколько лет, эксперты признают важность установления стандарта времени задолго до того, как он действительно понадобится для поддержки человеческого присутствия на Луне.
Миссия Artemis II должна стартовать в следующем году, опираясь на успех беспилотной миссии Artemis I в 2022 году. Это будет первый пилотируемый полет космического корабля Orion и ракеты Space Launch System (SLS) вокруг Луны.
