دانشمندان راهکاری برای محاسبه دقیق زمان و ساعت روی ماه ارائه دادند

محاسبه زمان‌ روی ماه پیچیده‌تر از آن چیزی است که فکر می‌کنید. چرخه روزانه این قمر مانند زمین نیست –یک «روز» در ماه برابر است با حدود 29.5 روز در زمین – به همین دلیل انجام مأموریت‌های علمی و ارسال فضاپیما به آنجا به محاسبات بسیار دقیقی نیاز است که حتی ساعت‌های اتمی نیز نمی‌توانند آن را ارائه دهند. اکنون محققان در یک پژوهش راه‌حلی برای این مسئله مطرح کرده‌اند.

براساس گزارش Futurism، دهه‌هاست که کشش گرانشی ظریف ماه مسئله‌ساز بوده؛ ساعت‌های اتمی روی سطح آن در حدود 56 میکروثانیه در روز سریع‌تر از ساعت‌های روی زمین حرکت می‌کنند. این تفاوت بسیار کوچک به نظر می‌رسد، اما می‌تواند زمان دقیق موردنیاز برای انجام عملیات‌های مهمی مانند فرود فضاپیما و ارتباط با زمین را مختل کند.

اکنون، محققان مؤسسه ملی استاندارد و فناوری (NIST) طرحی را برای اندازه‌گیری دقیق زمان در ماه ایجاد کرده‌اند که راه را برای ایجاد یک سیستم مسیریابی شبیه به GPS برای اکتشاف ماه هموار می‌کند.

محاسبه دقیق زمان در ماه

GPS روی زمین به شدت به زمان‌سنجی دقیق متکی است. هر ماهواره در مجموعه ماهواره‌های سامانه GPS حامل ساعت‌های اتمی است که با یک مرجع زمانی مشترک هماهنگ شده‌اند. با اندازه‌گیری زمان لازم برای رسیدن سیگنال‌های چندین ماهواره به گیرنده، GPS می‌تواند موقعیت و زمان گیرنده را تعیین کند. بااین‌حال، پیاده‌سازی یک سیستم مشابه در ماه، و ارتباط دقیق آن با زمین، به دلیل اثرات نسبیت دشوار است.

طبق نظریه نسبیت اینشتین، گرانش بر گذر زمان تأثیر می‌گذارد و گذر زمان برای همه یکسان نیست. برای مثال، در ماه، جایی که گرانش ضعیف‌تر از زمین است، ساعت‌ها کمی سریع‌تر حرکت می‌کنند. این مسئله می‌تواند به‌طور قابل‌توجهی بر مسیریابی و ارتباطات دقیق تأثیر بگذارد.

اکنون محققان NIST سیستمی را برای ایجاد یک زمان قمری ایجاد کرده‌اند که محیط گرانشی ماه را نیز در نظر می‌گیرد. این سیستم همانند یک مرجع زمان‌سنجی برای کل سطح ماه عمل می‌کند، مشابه نحوه عملکرد ساعت هماهنگ جهانی (UTC) روی زمین.

این سیستم جدید شامل یک شبکه بسیار دقیق از ساعت‌ها در مکان‌های خاص روی سطح ماه و در مدارهای این قمر می‌شود. این ساعت‌های اتمی دقیق در مدار ماه به‌عنوان «ماهواره‌های» شبکه GPS قمری عمل می‌کنند و سیگنال‌های زمان‌بندی دقیقی را برای مسیریابی ارائه می‌دهند. محققان همچنین می‌گویند که طرح آن‌ها را می‌توان برای اجرام فضایی دیگری مانند مریخ نیز اعمال کرد.

پژوهش محققان NIST در مجله The Astronomical Journey منتشر شده است.