Decenijama, suptilno gravitaciono privlačenje Meseca predstavljalo je uznemirujući izazov — atomski satovi na njegovoj površini otkucavali bi brže od onih na Zemlji za oko 56 mikrosekundi dnevno. Ova izuzetno mala razlika ne izgleda kao velika, ali bi mogla poremetiti precizno vreme potrebno za važne aktivnosti poput sletanja svemirskih letelica i komunikacije sa Zemljom.
Sada su istraživači sa Nacionalnog instituta za standarde i tehnologiju (NIST) razvili plan za precizno merenje vremena na Mesecu, otvarajući put navigacionom sistemu sličnom GPS-u za istraživanje Meseca. Istraživanje, objavljeno u The Astronomical Journal, fokusira se na definisanje teorijskog okvira i matematičkih modela neophodnih za kreiranje lunarnog koordinatnog vremenskog sistema.
Ova inovacija je ključna za NASA-in ambiciozni program Artemis, koji ima za cilj uspostavljanje trajnog prisustva ljudi na Mesecu i može biti važna odskočna daska za istraživanje kosmosa.
GPS na Zemlji se u velikoj meri oslanja na precizno merenje vremena. Svaki satelit u GPS konstelaciji nosi atomske satove koji su sinhronizovani sa zajedničkom vremenskom referencom. Merenjem vremena potrebnog da signali sa više satelita stignu do prijemnika, GPS može da odredi položaj i vreme prijemnika. Međutim, implementacija sličnog sistema na Mesecu, i njegovo precizno povezivanje sa Zemljinim sistemom, predstavlja jedinstvene izazove zbog efekata relativnosti.
Ajnštajnova teorija relativnosti kaže da gravitacija utiče na protok vremena. Vreme ne teče jednolično za sve. Na primer, na Mesecu, gde je gravitacija slabija nego na Zemlji, satovi otkucavaju nešto brže.
Pored toga, posmatrač na Zemlji meri vreme nešto drugačije od posmatrača na Mesecu zbog brojnih efekata povezanih sa gravitacijom, uključujući orbitu Meseca oko Zemlje i Zemljinu orbitu oko Sunca. Ovi efekti mogu značajno uticati na preciznu navigaciju i komunikaciju tokom vremena.
Da bi se pozabavili ovim problemom, istraživači NIST-a su kreirali sistem za uspostavljanje i implementaciju lunarnog vremena koje predstavlja jedinstveno gravitaciono okruženje meseca. Ovaj sistem uspostavlja novo glavno „mesečevo vreme“ koje služi kao referenca za merenje vremena posebno za celu lunarnu površinu, slično kao što koordinisano univerzalno vreme (UTC) funkcioniše na Zemlji.
„To je kao da je ceo Mesec sinhronizovan sa jednom ‘vremenskom zonom’ prilagođenom gravitaciji Meseca, umesto da satovi postepeno odstupaju od sinhronizacije sa Zemljinim vremenom“, rekao je fizičar NIST-a Bijunat Patla.
„Ovaj rad postavlja osnovu za usvajanje sistema za navigaciju i merenje vremena sličnog GPS-u, koji bi služio korisnicima blizu Zemlje i Zemlje, za istraživanje Meseca“, rekao je fizičar NIST-a Nil Ešbi.
Predloženi sistem bi bio prvi korak u razvoju „sistema za lunarno pozicioniranje“ koji bi uključivao visoko preciznu mrežu satova na određenim lokacijama na površini Meseca i u lunarnim orbitama. Ovi precizni atomski satovi u lunarnoj orbiti funkcionisali bi kao „sateliti“ lunarne GPS mreže, obezbeđujući tačne signale vremena za navigaciju.
Precizna navigacija i pozicioniranje na Mesecu mogli bi da dovedu do tačnijeg sletanja i efikasnijeg istraživanja lunarnih resursa. Bez ovog „lunarnog GPS-a“, sletanje i rad na Mesecu bili bi poput pokušaja navigacije Zemljom bez ikakvog sistema pozicioniranja – imali biste samo grubu predstavu o svojoj lokaciji, što bi otežavalo izvođenje složenih operacija ili dugo putovanje udaljenosti tačno.
„Cilj je da se osigura da svemirske letelice mogu da slete u krugu od nekoliko metara od predviđenog odredišta“, rekao je Patla.
Ovaj napredak dolazi kada nacije širom sveta obnavljaju svoje interesovanje za istraživanje Meseca. Mesec nudi dragocene naučne uvide u formiranje našeg solarnog sistema i sadrži potencijalne resurse za buduće tehnologije, kao što su vodeni led, helijum-3 i retki zemljani elementi koji se koriste u stvarima kao što su pametni telefoni i računari.
Lunarno koordinatno vreme moglo bi da bude ključno za dublje istraživanje svemira, jer se merenje vremena može pokazati kao instrument u koordinaciji složenih misija i uspostavljanju međuplanetarne navigacione mreže.
„Predloženi okvir koji podržava lunarno koordinatno vreme mogao bi na kraju omogućiti istraživanje izvan Meseca, pa čak i izvan našeg Sunčevog sistema“, rekao je Patla. „Kada ljudi razviju sposobnost za takve ambiciozne misije, naravno.“
