8月21日,参考消息援引华尔街日报网站报道,在人类重返月球的竞赛中,拥有航天能力的国家都在努力回答一个看似简单的问题:月球上现在几点?
对这个问题达成共识答案是确保日益拥挤的月球表面安全的关键。
美国宇航局一位高管认为,“协调世界时”(UTC)不能在月球上直接使用。
美国欲统一“月球计时”标准
据参考消息、新华社报道,美国国家航空航天局(NASA)空间通信与导航计划商业化项目主任格雷格·赫克勒认为,在月球上不能直接使用地球记录时间的黄金标准——协调世界时(UTC)。
问题是时间会受到重力的影响。如果你把地球和月球上的时钟放在一起,并在同一时间启动它们,那么在地球上的 24 小时后,月球表面的时钟将至少快 56 百万分之一秒,即 56 微秒。
仅仅一微秒的偏差就会导致地球上使用 GPS 技术估算的物体位置偏差超过一英里。月球任务每持续一天,误差就会增加至少 56 倍,突然间,火箭以每小时 25,000 英里的速度飞向月球,然后不得不减速挤进拥挤的月球轨道,这个想法听起来不太可信。
为确保未来任务的安全,白宫已要求NASA建立统一的月球时间标准,可与地球UTC计时标准对接。白宫科技政策办公室在4月份概述这一要求的备忘录中,将这一标准称为“协调月球时间”(LTC),并要求在2026年底前完成。媒体报道称,在各国和私营公司对月球的竞争日趋激烈的情况下,建立首个太空标准时间将推动美国实现更大的目标——建立太空规则。
协调阴历时间是指以月球为中心的协调时间参考系统。月球上的时间流逝与地球上的时间流逝不同。由于月球的质量小于地球,表面引力也较弱,因此月球上的时间流逝比地球上稍快。
路透社援引白宫科技政策办公室官员的采访称,如果没有统一的月球时间标准,就很难保证太空探测器之间数据传输的安全性,以及地球、月球卫星、地面站和宇航员之间的通信同步。此外,时间差异还可能导致绕月飞行或月球测绘定位等任务出现误差。
美国宇航局的赫克勒表示,一旦月球时间建立,各国可能会使用自己的系统与月球时间交互,就像与 UTC 交互一样,但这些系统将可以互操作。
在过去,当尝试登陆月球的人较少时,记录准确的月球时间以实现精确导航的紧迫性并不那么重要。
但现在,地月空间变得越来越拥挤。各国、私营公司、大学和非营利组织正在向月球轨道发射更多、持续时间更长的航天器。许多航天器旨在建立永久的月球定居点,或将月球作为前往火星等行星的航天器的发射台。
美国宇航局估计,未来十年,人类在地月空间的活动将等于或超过所有以前的活动——自1957年航天时代开始以来,少数几个国家已经进行了100多次任务。
美国宇航局预计,未来10年内,人类在地月空间的活动将等于甚至超过以往所有的活动。
如何制定协调农历时
地球上的时钟和时区的划分,都是按照国际公认的“协调世界时”(UTC)来进行的。这个标准依赖于部署在世界各地不同地点的庞大的原子钟网络。这些原子钟测量原子状态的变化,并得出平均值,最终形成精确的时间。“协调世界时”是联合国国际电信联盟定义的国际标准。
据白宫备忘录介绍,“协调月球时”的确定方法与“协调世界时”类似,可能需要在月球表面部署原子钟网络。“协调月球时”建立后,宇航员在地月空间进行探索活动时将可以参考更准确、更适用的时间标准。
备忘录显示,该系统必须具备四个特质:逻辑上可追溯至协调世界时;足够的特异性和准确性,能够计时极短的时刻;在与地球失去联系的情况下能够“自给自足”;可扩展性,以便其他天体或空间环境也可以参考这个时间标准。
中国科学院紫金山天文台研究员谢毅在接受科技日报采访时介绍了协调月球时间的民间意义:“试想一个航天港,需要准确地告知乘客航天器的起飞和到达时间。同时,月球时间也必须与地球时间挂钩,因为未来有一天,地球上的居民可能需要与月球上的居民进行交流。”
白宫备忘录称,NASA将与美国商务部、国防部、国务院、运输部等部门协调,研究、定义和实施“协调农历时”,以支持逐步建立月球基础设施。“协调农历时”的实施还需要跨部门合作和一系列国际协议的缔结。
美国为何设立“协调农历时”
据白宫备忘录称,制定“协调月球时”的一个关键原因是美国计划重返月球并发展保持持续存在的能力。
美国政府于2019年公布了新的阿尔忒弥斯登月计划,最新时间表是美国宇航员于2026年9月重返月球。该计划的最终目标是在月球上建立长期的科学研究基地,为未来的火星登陆任务奠定基础。
白宫备忘录称,未来10年,美国将与盟友和合作伙伴共同努力,让人类重返月球,并发展相关的持续部署能力。预计在同一时期,包括政府和私营企业在内的许多参与者也将发射探测器在地月空间运行,包括月球表面、月球轨道和地月拉格朗日点。统一的月球时间标准将成为开展这些任务的基础。
除了白宫备忘录中声称建立“协调月球时”的科学依据外,路透社报道称,在各国和私营公司之间日益激烈的“月球竞赛”中,美国此举旨在建立太空领域的国际规范。
美国《地球与天空》杂志网站刊登题为《美希望建立月球时间标准 开启新太空竞赛》的文章称,美国渴望在太空竞赛中保持领先地位,随着人类对太阳系的探索不断发展,建立供人类在探索活动中使用的标准将有助于巩固美国的影响力。
中国和俄罗斯未加入《阿尔特弥斯协议》
《阿尔忒弥斯协议》目前共有43个签署国,中国和俄罗斯未被纳入其中。图为中俄两国国旗。
美国宇航局推动月球计时标准的紧迫性与美国摆脱太空挑战者的努力有关,尽管美国需要让竞争的太空机构和国家就共同的月球计时标准达成一致。
最近的一份联邦备忘录称,NASA将与《阿尔忒弥斯协定》的签署国合作,建立“协调月球时间”作为国际标准。《阿尔忒弥斯协定》包含一系列太空和月球探索的指导原则。但值得注意的是,目前《阿尔忒弥斯协定》有43个签署国,中国和俄罗斯不在该协议中。
虽然美国是迄今为止唯一一个将宇航员送上月球的国家,但其他国家也在计划登月。世界各国对月球上潜在的矿产资源都很感兴趣,在月球表面建立月球基地还可以支持未来对火星和其他天体的任务。印度于2023年成功将航天器降落在月球南极附近,并宣布计划在2040年前将宇航员送上月球。2024年1月,日本成为第五个向月球发射航天器的国家。
中国月球探测计划:
2026年,我国将发射嫦娥七号;
2028年,嫦娥八号发射;
计划2028年建成国际月球研究站“基础模型”,开展月球环境探测和资源利用试验验证;
2030年前,我国计划实现载人登月;
随后到2040年,建成完整的国际月球研究站,对太阳、地球和月球进行空间环境探索和科学实验。
之后还将建设“应用型月球研究站”,形成多功能月球基地。
编辑|程鹏、杜恒峰、杜波
校对 | 陆祥勇
每日经济新闻综合整理自参考消息(记者:曹卫国)、新华社、科技日报、澎湃新闻、中国探月与航天公众号