美国政府已责成美国国家航空航天局(NASA)为月球建立一个标准时区,这将被称为月球协调时间(CLT)。
在4月2日发布的一份备忘录中,美国科技政策办公室(OSTP)表示:“联邦机构将制定天体时间标准化,最初将重点放在月球表面和在地月空间(月球轨道内的区域)运行的任务上,并具有足够的可追溯性,以支持其他天体的任务。”“可追溯性”意味着CLT可以与地球上的时区保持同步。
备忘录概述了新的CLT的以下特性:
协调世界时(UTC)的可追溯性-英语和法语使用者的折衷方案;精度足以支持精确的导航和科学;对失去co的适应力
与地球接触(这意味着CLT可以独立于地球运行);以及空间环境的可扩展性
地月系统以外的地方(意味着月球以外的其他空间站也可以使用CLT)。
不要指望你最喜欢的时区和日历应用程序有CLT选项;NASA必须在2026年底之前建立CLT。
通俗地说,我们需要一个可靠的“月球时间”地球同步系统,因为月球上较低的重力导致月球上的时间比地球上的时间移动得稍微快一些——每24个地球小时就快58.7微秒(一秒有100万微秒)。
这不是科幻小说,尽管这是《星际穿越》等好莱坞大片的主要特点。这被称为“引力时间膨胀”,时间的流逝受到引力的影响。
虽然这些时间差异很小,但可能会导致月球轨道上的卫星和空间站同步出现问题。
一位不愿透露姓名的OSTP官员告诉路透社:“想象一下,如果全世界的时钟不同步,那将是多么具有破坏性,日常生活将变得多么具有挑战性。”
地球使用UTC或协调世界时来同步世界各地的时区。UTC是由全球约30个国家的国家“时间实验室”中维护的400多个原子钟确定的。原子钟利用原子的振动来精确地记录时间。
类似的原子钟将被放置在月球上,以获得准确的时间读数。
美国原子钟的内部工作原理,计时精度破纪录[文件来源:Nate Phillips/NIST]
这种精确定时系统被称为定位、导航和定时(PNT),它允许通信系统测量并保持准确的定时。自1791年起就开始制作地图的英国地形测量局解释说,PNT有三个核心要素:
步
宁-精确确定一个人的位置和方向的能力,主要是二维的
最后在印刷的地图上,虽然是三维的
需要时可以确定方位。导航-确定当前和期望位置(无论是相对位置还是绝对位置)的能力,并对航向、方向和速度进行修正,以从任何地方到达期望位置
在地球上,从地下(地球表面以下)到地表,从地表到太空。计时-保持准确和精确的时间从任何地方的能力
E在世界上。
尽管没有提到其他星球上的时区,但在2019年,美国宇航局的深空原子钟(DSAC)任务测试了一个原子钟,以改善航天器在深空的导航。DSAC任务由SpaceX的猎鹰重型火箭于2019年6月22日发射。火箭在地球轨道上测试了一年的原子钟。
通常,航天器通过向地球上的原子钟反射信号来保持准确的时间,然后信号被发送回航天器。在这次任务中,测试了机载原子钟在不依赖于航天器和地球原子钟之间的双向通信的情况下保持精确的时间。计时的准确性与精确定位有关,同时帮助航天器成功到达太空中的预定位置。
正如NASA的喷气推进实验室(太阳系机器人探索中心)所解释的那样:“从地球向航天器发送信号,再返回地球,然后再发送到航天器的双向系统平均需要40分钟。”想象一下,如果你手机上的GPS花了40分钟来计算你的位置。在高速公路赶上你之前,你可能错过了转弯或几个出口。如果人类前往红色星球[火星],最好是单向系统,允许探险者立即确定他们当前的位置,而不是等待从地球返回的信息。”
该任务于2021年成功结束,机载原子钟保持了正确的计时和导航定位。