月球上现在几点研究人员制定精确计时计划

几十年来，月球的微妙引力一直是一个棘手的挑战——月球表面的原子钟每天比地球上的原子钟快56微秒左右。这种极小的差异看起来并不大，但它可能会扰乱航天器着陆和与地球通信等重要活动所需的精确计时。

现在，美国国家标准与技术研究所(NIST)的研究人员已经制定了一项月球精确计时计划，为类似GPS的月球探索导航系统铺平了道路。这项研究发表在《天文学杂志》上，重点是定义创建月球坐标时间系统所需的理论框架和数学模型。

这项创新对于美国宇航局雄心勃勃的阿尔忒弥斯计划至关重要，该计划旨在建立人类在月球上的持续存在，并可能成为探索宇宙的重要垫脚石。

月球坐标时

地球上的GPS高度依赖精确的计时。GPS星群中的每颗卫星都携带与公共时间参考同步的原子钟。通过测量来自多颗卫星的信号到达接收器所需的时间，GPS可以确定接收器的位置和时间。然而，由于相对论的影响，在月球上实施类似的系统并将其与地球系统准确地联系起来会带来独特的挑战。

爱因斯坦的相对论认为引力会影响时间的流逝。时间的流逝对每个人来说都不是均匀的。例如，在月球上，引力比地球弱，时钟走得稍快一些。

此外，由于一系列与重力相关的效应，包括月球绕地球轨道和地球绕太阳轨道，地球上的观察者测量时间的方式与月球上的观察者略有不同。这些效应会随着时间的推移显著影响精确导航和通信。

为了解决这个问题，NIST的研究人员创建了一个系统来建立和实施月球时间，该系统考虑了月球独特的重力环境。该系统建立了一个新的主“月球时间”，作为整个月球表面的计时参考，类似于地球上的协调世界时(UTC)。

NIST物理学家BijunathPatla表示：“这就像让整个月球同步到一个根据月球引力进行调整的‘时区’，而不是让时钟逐渐与地球时间不同步。”

NIST物理学家尼尔·阿什比(NeilAshby)表示：“这项工作为在月球探索中采用类似于GPS的导航和计时系统奠定了基础，该系统将为近地和地球用户提供服务。”

拟议的系统将是开发“月球定位系统”的第一步，该系统将包括在月球表面和月球轨道上的特定位置建立高精度时钟网络。这些在月球轨道上运行的精确原子钟将充当月球GPS网络的“卫星”，为导航提供精确的计时信号。

月球上的精确导航和定位可以使着陆更加准确，并更有效地勘探月球资源。如果没有这个“月球GPS”，登陆和操作月球就像在没有任何定位系统的情况下在地球上导航一样——你只能大致了解自己的位置，这使得执行复杂的操作或准确地长途旅行变得极其困难。

帕特拉说：“我们的目标是确保航天器能够降落在距离预定目的地几米的范围内。”

新的太空竞赛

这一突破正值世界各国重新燃起对月球探索的兴趣之际。月球为了解太阳系的形成提供了宝贵的科学见解，并为未来技术提供了潜在资源，例如水冰、氦-3和智能手机和电脑等产品中使用的稀土元素。

月球坐标时可能是更深层太空探索的关键，因为计时可能有助于协调复杂的任务和建立行星际导航网络。

“拟议的月球坐标时框架最终将使探索月球以外甚至太阳系以外的空间成为可能，”帕特拉说。“当然，前提是人类具备了执行如此雄心勃勃的任务的能力。”

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