Waarom wil NASA een tijdzone op de maan? | Ruimtenieuws

uitlegger

NASA heeft de taak een standaardtijdzone voor de maan in te stellen, maar het is ingewikkelder dan je zou denken.

De regering van de Verenigde Staten heeft haar ruimteagentschap NASA de opdracht gegeven een standaardtijdzone voor de maan vast te stellen, die bekend zou worden als Coördineerde Lunar Time (CLT).

In een memo uitgegeven op 2 april verklaarde het Amerikaanse Office of Science and Technology Policy (OSTP): “Federale agentschappen zullen standaardisatie van de hemeltijd ontwikkelen met een initiële focus op het maanoppervlak en missies die in de cislunaire ruimte opereren.” [the area within the moon’s orbit]Met voldoende traceerbaarheid om missies naar andere hemellichamen te ondersteunen. ‘Traceerbaarheid’ betekent dat de CLT synchroon kan worden gehouden met de tijdzones op aarde.

In de memo werden de volgende kenmerken van de nieuwe CLT uitgelegd:

• Traceerbaarheid in gecoördineerde universele tijd (UTC – een compromis voor zowel Engels- als Franstaligen);
• Voldoende nauwkeurigheid om nauwkeurige navigatie en wetenschap te ondersteunen;
• Uithoudingsvermogen bij verlies van contact met de grond (waardoor de CLT onafhankelijk van de grond kan functioneren); En
• Schaalbaarheid naar ruimteomgevingen buiten het Aarde-Maan-systeem (wat betekent dat andere ruimtestations buiten de Maan ook CLT kunnen gebruiken).

Verwacht niet dat uw favoriete agenda- en tijdlogica-apps CLT al als optie zullen bevatten; NASA heeft tot eind 2026 de tijd om een ​​CLT te creëren.

Waarom heeft de maan een eigen tijdzone nodig?

In termen van de leek hebben we een betrouwbaar systeem nodig om de ‘maantijd’ van de aarde te synchroniseren, omdat de lage zwaartekracht op de maan ervoor zorgt dat de tijd daar iets sneller gaat dan op aarde – slechts 58,7 microseconden (er zijn een miljoen microseconden per seconde) sneller tijdens elke 24 aardse perioden. uur.

Dit is geen sciencefiction, hoewel het een belangrijk kenmerk is van Hollywood-kaskrakers als Interstellar. Bekend als zwaartekrachttijddilatatie, wordt het verstrijken van de tijd beïnvloed door de zwaartekracht.

Hoewel deze tijdsverschillen klein zijn, kunnen ze problemen veroorzaken bij het synchroniseren van satellieten en ruimtestations in een baan om de maan.

Een niet bij naam genoemde OSTP-functionaris zei tegen Reuters: “Stel je voor dat de wereld zijn klokken niet op dezelfde tijd zou synchroniseren – hoe vervelend dat zou zijn en hoe moeilijk alledaagse dingen zouden worden.”

Hoe kunnen we de tijd op de maan zien?

De aarde gebruikt Gecoördineerde Universele Tijd (UTC) of Gecoördineerde Universele Tijd om tijdzones over de hele wereld te synchroniseren. Gecoördineerde Universele Tijd (UTC) wordt bepaald door meer dan 400 atoomklokken die worden onderhouden in nationale “tijdlaboratoria” in ongeveer 30 landen over de hele wereld. Een atoomklok gebruikt de trillingen van atomen om maximale nauwkeurigheid bij het volgen van de tijd te bereiken.

Soortgelijke atoomklokken zullen op de maan worden geplaatst om de tijd nauwkeurig te kunnen aflezen.

Met dit nauwkeurige timingsysteem, bekend als Positioning, Navigation and Timing (PNT), kunnen communicatiesystemen de tijd nauwkeurig meten en bijhouden. De Ordnance Survey, de Britse organisatie die sinds 1791 kaarten produceert, legt uit dat de PNT drie basiselementen heeft:

• Positionering – De mogelijkheid om de exacte locatie en oriëntatie van een persoon te bepalen, meestal in 2D op een afgedrukte kaart, hoewel de 3D-oriëntatie indien nodig kan worden bepaald.
• Navigatie – De mogelijkheid om de huidige locatie en de gewenste locatie (relatief of absoluut) te bepalen en correcties toe te passen op koers, richting en snelheid om de gewenste locatie overal ter wereld te bereiken, van ondergronds (onder het aardoppervlak) tot aan de oppervlakte en van het oppervlak naar de ruimte.
• Tijdwaarneming – De mogelijkheid om overal ter wereld de juiste en precieze tijd bij te houden.

Heeft NASA plannen voor tijdzones in andere delen van de ruimte?

Hoewel tijdzones op andere planeten niet worden genoemd, testte NASA's Deep Space Atomic Clock (DSAC) -missie in 2019 een atoomklok om de navigatie van ruimtevaartuigen in de diepe ruimte te verbeteren. De DSAC-missie, gelanceerd met de Falcon Heavy-raket van SpaceX, werd gelanceerd op 22 juni 2019. De raket testte de atoomklok een jaar lang in de baan van de aarde.

Normaal gesproken houdt een ruimtevaartuig de exacte tijd bij door signalen naar atoomklokken op aarde te sturen en vervolgens wordt het signaal teruggestuurd naar het ruimtevaartuig. Tijdens deze missie werd de atoomklok aan boord getest om de juiste tijd bij te houden zonder afhankelijk te zijn van deze tweerichtingscommunicatie tussen het ruimtevaartuig en de atoomklokken op aarde. De nauwkeurigheid van de timing is gekoppeld aan het verkrijgen van een nauwkeurige positie, terwijl het ruimtevaartuig wordt geholpen de beoogde locatie in de ruimte met succes te bereiken.

Zoals het Jet Propulsion Laboratory van NASA, het centrum voor robotverkenning van het zonnestelsel, uitlegt: ‘Een tweerichtingssysteem dat een signaal van de aarde naar een ruimtevaartuig stuurt, dan terug naar de aarde en weer terug naar het ruimtevaartuig, zou gemiddeld zo’n 30 minuten nodig hebben. 40 minuten.” . Stel je voor dat de GPS op je telefoon 40 minuten nodig had om je locatie te berekenen. Het kan zijn dat u uw afslag mist of meerdere afritten op de snelweg bent voordat hij u inhaalt. Als mensen naar de rode planeet zouden reizen [Mars]Het zou beter zijn als het systeem eenrichtingsverkeer zou zijn, waardoor ontdekkingsreizigers onmiddellijk hun huidige locatie kunnen bepalen in plaats van te wachten tot die informatie van de aarde terugkomt.

De missie eindigde met succes in 2021, waarbij de atoomklok aan boord de juiste timing en navigatiepositionering handhaafde.