Zašto NASA želi vremensku zonu na Mjesecu

Vlada Sjedinjenih Američkih Država zadužila je svoju svemirsku agenciju NASA-u da uspostavi standardnu vremensku zonu za Mjesec, koja će biti poznata kao Koordinirano lunarno vrijeme (CLT).

U dopisu objavljenom 2. aprila Američki ured za naučnu i tehnološku politiku (OSTP) je naveo: „Federalne agencije će razviti standardizaciju nebeskog vremena s početnim fokusom na površinu Mjeseca i misija koje djeluju u Cislunarnom prostoru (područje unutar mjesečeve orbite), sa dovoljnom sljedivosti za podršku misijama na drugim nebeskim tijelima.” “Sljedivost” znači da se CLT može sinhronizirati s vremenskim zonama na Zemlji.

U dopisu su navedene sljedeće karakteristike za novi CLT:

• Sljedivost do koordiniranog univerzalnog vremena (UTC – kompromis za govornike engleskog i francuskog jezika);
• Tačnost dovoljna da podrži preciznu navigaciju i nauku;
• Otpornost na gubitak kontakta sa Zemljom (što znači da CLT može raditi nezavisno od Zemlje); i
• Skalabilnost na svemirska okruženja izvan sistema Zemlja-Mjesec (što znači da bi i druge svemirske stanice izvan Mjeseca mogle koristiti CLT).

Ne očekujte da će vaše omiljene aplikacije kalendara i vremenskih zona uskoro imati CLT kao opciju; NASA ima rok do kraja 2026. da uspostavi CLT.

Zašto mjesecu treba vlastita vremenska zona?

Laički rečeno, potreban nam je pouzdan sistem za sinhronizaciju “lunarnog vremena” na Zemlji, jer niža gravitacija na Mjesecu uzrokuje da se vrijeme tamo kreće malo brže nego na Zemlji – za samo 58,7 mikrosekundi (u jednoj sekundi je milion mikrosekundi) brže unutar svaka 24 zemaljska sata.

Ovo nije naučna fantastika, iako je glavna karakteristika holivudskih blockbustera poput Interstellara. Poznato kao “gravitacijska vremenska dilatacija”, na prolazak vremena utječe gravitacija.

Iako mala, ova vremenska odstupanja mogu uzrokovati probleme sa sinhronizacijom satelita i svemirskih stanica u mjesečevoj orbiti.

Neimenovani dužnosnik OSTP-a rekao je za Reuters: “Zamislite da svijet ne sinhronizira svoje satove na isto vrijeme – koliko bi to moglo biti ometajuće i koliko bi izazovne postale svakodnevne stvari.”

Kako bismo odredili vrijeme na Mjesecu?

Zemlja koristi UTC ili univerzalno koordinirano vrijeme za sinhronizaciju vremenskih zona širom svijeta. UTC određuje više od 400 atomskih satova koji se održavaju u nacionalnim “vremenskim laboratorijima” u 30-ak zemalja svijeta. Atomski sat koristi vibracije atoma kako bi postigao izuzetnu preciznost u praćenju vremena.

Slični atomski satovi bili bi postavljeni na Mjesec kako bi se dobilo tačno očitavanje vremena.

Poznat kao pozicioniranje, navigacija i mjerenje vremena (PNT), ovaj sistem preciznog mjerenja vremena omogućuje komunikacijskim sistemima mjerenje i održavanje tačnog vremena. Ordnance Survey, britanska organizacija koja izrađuje karte od 1791, objašnjava da PNT ima tri ključna elementa:

• Pozicioniranje – sposobnost preciznog određivanja nečijeg položaja i orijentacije, uglavnom dvodimenzionalno na štampanoj karti, iako se po potrebi može odrediti i trodimenzionalna orijentacija.
• Navigacija – sposobnost određivanja trenutne i željene pozicije (bilo relativne ili apsolutne) i primjene korekcija kursa, orijentacije i brzine za postizanje željene pozicije s bilo kojeg mjesta u svijetu, od podzemlja (ispod površine Zemlje) do površine, te od površine do svemira.
• Mjerenje vremena – mogućnost održavanja tačnog i preciznog vremena s bilo kojeg mjesta u svijetu.

Ima li NASA planove za vremenske zone u drugim dijelovima svemira?

Iako se na drugim planetama ne pominju vremenske zone, 2019. NASA-ina misija Deep Space Atomic Clock (DSAC) testirala je atomski sat kako bi poboljšala navigaciju svemirskih letjelica u dubokom svemiru. Misija DSAC, na SpaceX-ovoj raketi Falcon Heavy, lansirana je 22. juna 2019. Raketa je godinu dana testirala atomski sat u Zemljinoj orbiti.

Tipično, svemirske letjelice održavaju tačno vrijeme odbijanjem signala od atomskih satova na Zemlji, a zatim se signal šalje natrag u svemirsku letjelicu. U ovoj misiji, atomski sat na brodu testiran je da drži tačno vrijeme bez oslanjanja na ovu dvosmjernu komunikaciju između svemirske letjelice i atomskih satova na Zemlji. Tačnost mjerenja vremena povezana je s dobivanjem tačnog pozicioniranja, što pomaže svemirskoj letjelici da uspješno dostigne željenu lokaciju u svemiru.

Laboratorij za mlazni pogon NASA-e, centar za robotsko istraživanje Sunčevog sistema objašnjava: “Dvosmjernom sistemu koji šalje signal od Zemlje do svemirske letjelice, natrag na Zemlju i zatim ponovno do svemirske letjelice, trebalo bi u prosjeku 40 minuta. Zamislite da GPS-u na vašem telefonu treba 40 minuta da izračuna vašu poziciju. Možda ćete propustiti skretanje ili ćete biti nekoliko izlaza niz autocestu prije nego što vas sustigne. Ako ljudi putuju na Crveni planet [Mars], bilo bi bolje da je sistem jednosmjeran, omogućavajući istraživačima da odmah odrede svoju trenutnu poziciju umjesto da čekaju da se te informacije vrate sa Zemlje.”

Misija je uspješno završila 2021. s atomskim satom na letjelici koji je održavao tačno vrijeme i navigacijsko pozicioniranje.