Laikas šiais laikais yra viskas. Ryšių tinklai ir pasaulinės padėties nustatymo sistemos priklauso nuo tikslaus signalų laiko sekimo, įskaitant reliatyvumo poveikį. Kuo giliau eini į gravitacijos šulinį, tuo lėčiau eina laikas, ir mes pasiekėme tašką, kai galime aptikti planetų aukščių skirtumus. Vienas milimetrasLaikas teka greičiau tame aukštyje, kuriame yra GPS palydovai, nei su laikrodžiais Žemės paviršiuje. Viską apsunkina tai, kad šie palydovai juda dideliu greičiu, o tai sulėtina veiklą.

Tai gana lengva paaiškinti Žemėje, kur susiduriame su vienu modifikacijų rinkiniu, kurį galima užprogramuoti elektroniniuose įrenginiuose, kurie turi sekti šiuos dalykus. Tačiau yra planų nusiųsti daugybę instrumentų į Mėnulį, kurio gravitacinis laukas yra daug mažesnis (greitesni laikrodžiai!), o tai reiškia, kad objektai gali likti orbitoje, nepaisant lėto judėjimo (taip pat ir greitesni laikrodžiai!).

Būtų nesunku sukurti panašią Mėnulyje laiko sekimo sistemą, tačiau tai neišvengiamai sukeltų laikrodžių sinchronizavimą su Žemėje – rimta problema, pavyzdžiui, moksliniams stebėjimams. Todėl Tarptautinė astronomų sąjunga Jis turi sprendimą Tam reikalinga „mėnulio dangaus atskaitos sistema“ ir „mėnulio koordinačių laikas“, kad būtų galima tvarkyti ten esančius dalykus. Pirmadienį du Nacionalinio standartų ir technologijų instituto mokslininkai Neilas Ashby ir Bijunathas Patla atliko skaičiavimus, kad parodytų, kaip tai veikia.

Laikykis laiko

Ruošiamės tyrinėti mėnulį. Jei viskas klostysis gerai, Kinija ir JAV vadovaujama koalicija išsiųs keletą nepilotuojamų misijų, kurios gali lemti nuolatinį žmonių buvimą. Mėnulyje turėsime vis daugiau įrenginių ir galiausiai įrenginių. „Apollo“ misijoms pakako stebėti kelis elementus vienu metu, tačiau būsimoms misijoms gali tekti nusileisti tiksliose vietose ir galbūt judėti tarp jų. Dėl to Mėnulio GPS atitikmuo yra vertingas, pažymi Nacionalinis standartų ir technologijų institutas savo 2011 m. ataskaitoje. Jos pranešimas spaudai Darbo skelbimas.

Gali būti, kad visa tai galėtų išspręsti nepriklausoma Mėnulio padėties nustatymo sistema, jei norime susitaikyti su tuo, kad jis juda pagal savo laiko ritmą. Tačiau tai taps problema, jei užsiimsime tokiais dalykais kaip astronomija iš Mėnulio, kur tikslus įvykių laikas bus labai svarbus. Leidžiant dvi atskiras sistemas taip pat reikia perjungti visas transporto priemonėse esančias laiko apskaitos sistemas, kai jos važiuoja tarp jų.

Buvo pasiekta teorija, kuri valdo, kaip sukurti vieną sistemą. Tačiau praktinis to pritaikymas paliekamas būsimiems tyrinėtojams. Bet akivaizdu, kad ateitis yra dabar.

Ashby ir Patla sukūrė sistemą, pagal kurią viską galima apskaičiuoti pagal Žemės / Mėnulio sistemos masės centrą. Arba, kaip jie rašo laikraštyje, jų matematinė sistema „leidžia palyginti Mėnulio laikrodžių dažnius ir Mėnulio Lagrando taškus, palyginti su Žemės laikrodžiais, naudojant matą, tinkamą vietiniam laisvo kritimo rėmui, pavyzdžiui, Žemės masės centrui. -Mėnulio sistema Saulės gravitaciniame lauke.

Kaip tai atrodo? Na, yra daug išvestinių lygčių. Darbo tekste yra 55 lygtys, o prieduose yra dar 67 lygtys. Taigi, daugelis popieriaus atrodo taip.

Viskas tampa sudėtinga, nes reikia atsižvelgti į daugybę veiksnių. Potvynių ir atoslūgių poveikis yra iš saulės ir kitų planetų. Viskas, kas yra Žemės ar Mėnulio paviršiuje, juda dėl sukimosi; Kiti objektai juda orbitoje. Gravitacijos poveikis laikui priklauso nuo to, kur yra objektas. Taigi, reikia daug ką stebėti.

Saugi ateitis

Ashby ir Batla neprivalo į viską atsižvelgti visomis aplinkybėmis. Kai kurie iš šių veiksnių yra tokie maži, kad juos galima aptikti tik naudojant labai didelio tikslumo laikrodį. Kiti veiksniai linkę vienas kitą panaikinti. Tačiau naudodamiesi jų sistema galėjome apskaičiuoti, kad šalia Mėnulio paviršiaus esantis objektas kiekvieną dieną užfiksuotų papildomas 56 mikrosekundes, o tai yra problema situacijose, kai galime pasikliauti laiko matavimu nanosekundžių tikslumu.

Tyrėjai teigia, kad jų požiūris, nors ir orientuotas į Žemės ir Mėnulio sistemą, vis dar yra apibendrinamas. Tai reiškia, kad jį galima modifikuoti ir sukurti atskaitos sistemą, kuri gali veikti Žemėje ir bet kurioje kitoje Saulės sistemos vietoje. Tai, atsižvelgiant į greitį, kuriuo mes išsiuntėme daiktus už žemos Žemės orbitos, tikriausiai yra sveikas pasiruošimas ateičiai.

Astronomijos žurnalas, 2024 m. DOI: 10.3847/1538-3881/ad643a (Apie DOI).