В начале апреля 2024 года администрация президента США обратилась к NASA с запросом о создании плана по внедрению общепринятого стандарта времени на Луне. Этот стандарт должен служить ориентиром для международных космических миссий, направляемых к спутнику, где требуется максимальная точность при решении сложных задач. Для реализации этого плана ученым необходимо определить точную разницу во времени между Землей и Луной, поскольку на Луне время идет быстрее. Американские астрофизики провели расчеты этой разницы.
Для изучения Луны ученые направляли и продолжают направлять в космос различные зонды и космические аппараты, при этом время отсчета определяется страной, отвечающей за выполнение миссии. На основе этого составляется циклограмма миссии, которая представляет собой программа станции, разделенная на временные интервалы. Поскольку управление этими аппаратами часто осуществляется из одного конкретного места на Земле, у стран, участвующих в подобных проектах, не возникало вопросов о необходимости введения единого временного стандарта на Луне.
В последнее время ученые заявляют о разработке масштабных и многогранных международных лунных проектов, включая планы по высадке человека на поверхность Луны ( «Артемида III», в связи с запланированным на 2026 год стартом миссий, управление ими представляется сложной задачей, особенно при использовании исключительно земного времени, привязанного к определенному часовому поясу. Различия во времени могут привести к целому ряду технических ошибок, как в процессе полета к Луне, так и во время посадки аппарата, что негативно скажется на навигации).
В связи с этим Белый дом поручил К 2026 года NASA планирует создать унифицированный стандарт времени для Луны, получивший название Координированное лунное время (LTC). В отличие от системы часовых поясов, используемой на Земле, это будет собственная система отсчета времени для естественного спутника нашей планеты. По мнению американских властей, без такой системы проведение совместных лунных миссий с другими государствами станет значительно затруднительнее.
Время на Луне течет быстрее, чем на Земле, что обусловлено более слабой гравитацией – она там примерно в шесть раз меньше, чем на нашей планете. Известно, что чем сильнее гравитационное притяжение в определенном месте, тем медленнее, по сравнению с внешним наблюдателем, идет время. Для внедрения LTC требуется установить точную разницу во времени между Землей и Луной.
Американские астрофизики из Лаборатории реактивного движения NASA, возглавляемые Вячеславом Турышевым, провели расчеты и определили величину этой разницы. Результаты исследования были представлены командой опубликовала на сайте электронного архива препринтов arXiv.
Для определения точной величины временной разницы, астрофизики проанализировали движение Луны и Земли вокруг центра масс всей Солнечной системы, известного как барицентр. Этот центр перемещается в зависимости от расположения планет относительно Солнца. На основе математических расчетов ученые установили, что время на поверхности Луны опережает время на поверхности Земли на 57,5 микросекунд в одни сутки (что составляет 0,0000575 секунды). Таким образом, для накопления разницы в одну секунду требуется почти полвека.
«Предложенный нами подход позволяет синхронизировать взаимодействие и функционирование любых устройств на Луне. Таким образом, вопрос лунного времени, по сути, разрешен», — пояснил Турышев.
Ранее проведенные исследования разницы во времени между Луной и Землей давали различные результаты: 58,7 микросекунды или 56 микросекунд. Эти вычисления основывались на анализе орбит обоих небесных тел, что нередко вызывает дискуссии, а не на расчете их движения вокруг общего центра масс Солнечной системы.
Сначала может показаться, что разница в микросекунды незначительна, однако это представление ошибочно. Такие временные отклонения способны приводить к ошибкам при передаче данных между космическими аппаратами, а также нарушать синхронизацию связи между Землей, базами, астронавтами и лунными спутниками. Помимо этого, они могут стать причиной сбоев (включая программные) при работе с картографией и геолокацией как на самом спутнике, так и на лунной орбите.
В августе 2024 года запланирована встреча представителей ряда специализированных организаций из разных государств, в том числе Международного бюро мер и весов и Международного астрономического союза. Ожидается, что в ходе встречи ученые постараются согласовать подход к решению вопроса о едином стандарте отсчета времени на Луне.
Перед началом функционирования лунной базы, ученым необходимо установить, какой момент на Луне будет считаться отправной точкой для отсчета времени. Другими словами, нужно определить, с какого времени следует начинать новое времяисчисление и на какую площадь лунной поверхности оно будет распространяться.
Для решения вопроса об установлении единого стандарта времени на Луне предлагается использовать атомные часы, расположенные на ее поверхности. Эти часы будут фиксировать изменение скорости течения времени по сравнению с земным временем, начиная с момента определения лунного «нулевого дня».