Być może wkrótce będziemy musieli podjąć decyzję dotyczącą ustanowienia odrębnej strefy czasowej na naszym Księżycu.
Agencje kosmiczne mogą być wkrótce zmuszone do zmiany sposobu, w jaki odmierzamy czas podczas długotrwałych misji kosmicznych z załogą. Wraz z nadejściem kolejnej ery eksploracji Księżyca naukowcy zaczęli zastanawiać się, w jaki sposób powinien być mierzony czas na Księżycu i jak misje księżycowe powinny ustalać własne pozycje niezależnie od Ziemi.
To przemyślenie zakończyło się porozumieniem na spotkaniu agencji kosmicznych w listopadzie 2022 roku, że akceptowany na całym świecie wspólny czas odniesienia dla Księżyca jest niezbędny. Obecnie podejmowane są wspólne międzynarodowe wysiłki, aby to osiągnąć.
Do tej pory każda misja na Księżyc działała we własnej skali czasowej, która jest powiązana z czasem na Ziemi. Ta strategia wymaga anten kosmicznych używanych do dwukierunkowej komunikacji z kontrolą misji, aby również synchronizować pokładowe chronometry z czasem ziemskim. Ten sposób mierzenia czasu na Księżycu nie będzie jednak wykonalny na niektórych przyszłych statkach kosmicznych, takich jak orbitująca wokół Księżyca stacja kosmiczna NASA Gateway, która będzie musiała skoordynować się z wieloma innymi misjami księżycowymi i kosmicznymi.
Gdy astronauci będą przebywać na Gateway, stacja kosmiczna będzie zaopatrywana za pośrednictwem regularnych misji NASA Artemis. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, doprowadzi to do założenia bazy z załogą w pobliżu księżycowego bieguna południowego.
Ale nawet przed tymi misjami załogowymi liczne misje bezzałogowe — w tym wiele satelitów kubicznych wystrzeliwanych przez każdą misję Artemis oraz należący do Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) Argonaut European Large Logistics Lander — będą rozmieszczone wokół Księżyca.
Misje te będą musiały wchodzić w interakcje i komunikować się ze sobą, aby prowadzić wspólne obserwacje, a być może nawet będą się mijały.
Ułatwieniem w komunikacji będzie usługa komunikacji i nawigacji księżycowej ESA Moonlight oraz równoważna usługa NASA — Lunar Communications Relay and Navigation System, łączące komunikację misji między sobą i z Ziemią. Eksperci twierdzą, że aby wchodzić w interakcje i maksymalizować interoperacyjność, systemy te będą musiały wykorzystywać tę samą strefę czasową, co obsługiwane przez nie misje z załogą i bez załogi.
Umożliwi to misjom utrzymywanie połączeń z Ziemią oraz prowadzenie komunikacji ba trasie wokół Księżyca i na jego powierzchni, pozwalając im skupić się na ich podstawowych zadaniach. Ale także Moonlight będzie potrzebował wspólnej skali czasowej, aby połączyć misje i ułatwić ustalanie pozycji.
— powiedział inżynier systemu Moonlight Wael-El Daly w oświadczeniu ESA
Połączenie z globalnym systemem nawigacji Ziemi
Podobny system łączący czas z lokalizacjami w geodezyjnym układzie odniesienia został już ustalony na Ziemi — stanowi podstawę naszych globalnych systemów nawigacji satelitarnej (GNSS, ang. Global Navigation Satellite Systems). System jest używany przez szereg technologii, w tym przez smartfony, do obliczania pozycji użytkownika z dokładnością do jednego metra, a nawet jednej dziesiątej metra.
Doświadczenie z ziemskich systemów może zostać wykorzystane w przyszłych technicznych długoterminowych systemach księżycowych, mimo że stabilne mierzenie czasu na Księżycu będzie wiązało się z własnymi wyjątkowymi wyzwaniami — takimi jak uwzględnienie faktu, że tam czas płynie w innym tempie z powodu grawitacji właściwej i prędkości Księżyca.
– powiedział w tym samym oświadczeniu główny inżynier Galileo w ESA, Jörg Hahn
Dokładna nawigacja wymaga niezwykle rygorystycznego pomiaru czasu. Na przykład naziemne systemy nawigacji satelitarnej, takie jak Galileo w Europie i GPS w USA, mają swoje własne odrębne systemy pomiaru czasu.
Ale te systemy mają stałe przesunięcia względem siebie do kilku miliardowych części sekundy i są również ustalone na podstawie globalnego standardu uniwersalnego czasu koordynowanego (UTC), który jest utrzymywany przez paryskie Bureau International de Poids et Mesures (BIPM). UTC jest również używany przez internet i lotnictwo, a także podczas przeprowadzania eksperymentów naukowych, które wymagają bardzo precyzyjnych pomiarów czasu.
Obecnie nierozstrzygnięte jest, czy tylko jedna agencja będzie odpowiedzialna wyłącznie za utrzymanie proponowanego nowego systemu czasu Księżyca, tak jak robi to BIPM dla UTC. Kolejnym nierozstrzygniętą kwestią jest to, czy „czas księżycowy” będzie niezależny, czy też będzie zsynchronizowany z czasem na Ziemi.
Rozstrzygnięcie takich kwestii wymaga pokonania kilku przeszkód technicznych, takich jak fakt, że zegary na Księżycu chodzą wolniej niż na Ziemi. Chociaż zegary księżycowe zyskują zaledwie 56 milionowych części sekundy każdego ziemskiego dnia, różnica ta ostatecznie doprowadziłaby do problemów z precyzyjnymi pomiarami. Ponadto zegary tykałyby również z inną szybkością na powierzchni Księżyca w porównaniu z czasem na orbicie.
Oczywiście uzgodniony system czasu będzie musiał być również praktyczny dla astronautów. Będzie to nie lada wyzwanie na powierzchni planety, gdzie w regionie równikowym każdy dzień trwa 29,5 dnia, wliczając w to mroźne dwutygodniowe noce księżycowe, podczas gdy cała Ziemia jest tylko małym niebieskim kółkiem na ciemnym niebie.
– powiedział w oświadczeniu Bernhard Hufenbach, członek Moonlight Management Team
Ponadto GNSS dotyczący Ziemi jest również zależny od Międzynarodowej Ramy Odniesienia Ziemi (ITRS), trójwymiarowego układu współrzędnych dla Ziemi, ustanowionego w 1991 roku. Umożliwia to spójny pomiar precyzyjnych odległości między punktami na naszej planecie. Nawigacja na Księżycu będzie wymagać podobnego, akceptowanego na całym świecie układu współrzędnych z centrum księżyca — lub „selenocentrum” .
W całej historii ludzkości eksploracja była w rzeczywistości kluczowym motorem ulepszonego pomiaru czasu i geodezyjnych modeli referencyjnych. To z pewnością ekscytujący czas, aby zrobić to samo dla Księżyca, pracując nad zdefiniowaniem uzgodnionej na szczeblu międzynarodowym skali czasowej i wspólnego odniesienia selenocentrycznego, które nie tylko zapewnią interoperacyjność między różnymi systemami nawigacji księżycowej, ale także będą sprzyjać dużej liczbie badań możliwości i zastosowań w przestrzeni księżycowej.
– powiedział Javier Ventura-Traveset, menedżer ESA Moonlight Navigation.
➔ Obserwuj nas w Google News, aby być na bieżąco!
źródło: European Space Agency (ESA) | Space
zdjęcie wykorzystane w nagłówku wpisu pochodzi z Depositphotos
Od 2005 roku zajmuję się komunikacją internetową i e-marketingiem, jestem pasjonatem urządzeń mobilnych oraz nowych technologii – i nie waham się ich używać.