Warum ist es notwendig, die Zeit auf dem Mars zu messen?

Die Zeit auf dem Mars ist 477 Mikrosekunden pro Tag langsamer als auf der Erde. Foto: Shutterstock .

NASA-Ingenieure haben Probleme mit der Zeitmessung auf dem Mars, denn eine Fehlkalkulation kann das ganze Problem zunichtemachen. Laut im Juli veröffentlichten Berechnungen der Forscher Neil Ashby und Bijunath Patla läuft eine Uhr auf dem Mars pro Tag 477 Mikrosekunden schneller als auf der Erde.

Diese Rate ändert sich je nach Position des Mars auf seiner Umlaufbahn um die Sonne um weitere 226 Mikrosekunden pro Tag. Das mag nicht viel erscheinen, ist aber wichtig, wenn Astronomen versuchen, ein Raumschiff zu landen oder Signale mit Rovern zu synchronisieren, die sich bereits auf dem Mars befinden.

Bei Lichtgeschwindigkeit entspricht eine Verzögerung von nur 56 Mikrosekunden etwa 184 Fußballfeldern, was bedeutet, dass die Rakete den Landeplatz komplett verfehlt hätte. Diese Herausforderung betrifft neben den Einschränkungen des Planeten auch das Artemis-Programm der NASA, das die Zeitsynchronisierung zwischen Erde, Mond und Mars gleichzeitig bewältigen muss.

Untersuchungen zeigen, dass die Uhren auf dem Mars 421,5 Mikrosekunden pro Tag schneller gehen als auf dem Mond. Die genaue Messung der Zeitgeschwindigkeit auf drei verschiedenen Welten ist eine große Herausforderung.

Laut Einsteins Relativitätstheorie krümmen massive Objekte die Raumzeit, und Uhren laufen je nach Schwerkraft und Bewegung unterschiedlich schnell. Das Problem ist, dass aktuelle Computermodelle zu simpel sind.

Die meisten bisherigen Berechnungen basierten auf Planetenbahnen mit nur zwei Körpern, wie Erde und Mond oder Mars. Doch die Schwerkraft der Sonne erzeugt auch sogenannte „Sonnengezeiten“, Störungen, die die Bewegung von Planeten und Monden durch die Raumzeit beeinflussen und die Ergebnisse früherer Modelle verändern.

Laut BGR waren Ashbys und Patlas neue Berechnungen nach Berücksichtigung der Sonnengezeiten fast hundertmal genauer als frühere Studien. Dieser Unterschied hat ein Modell geschaffen, das zuverlässig genug ist, um wichtige Systeme für Weltraummissionen zu bauen. Allerdings haben die Forscher den Einfluss der Gezeiten auf das Erde-Mars-System noch nicht vollständig berücksichtigt.

Jeder GPS-Satellit, der heute die Erde umkreist, hat das Problem, dass seine Uhr schneller läuft als die Uhr Ihres Mobiltelefons, da er weiter von der Erdanziehungskraft entfernt ist. Ohne Korrektur kann sich dieser Fehler innerhalb weniger Betriebsstunden auf mehrere Kilometer summieren.

Dasselbe passiert auf interplanetarer Ebene: Mehrere von der Sonne gestörte Gravitationsfelder verändern sich im Laufe der Zeit und erhöhen so die Komplexität exponentiell. Vor dieser Herausforderung stehen Ingenieure bei der Entwicklung von Navigations- und Kommunikationssystemen für Projekte wie die Mars Sample Return-Mission.

Das Weiße Haus hat die NASA gebeten, einen separaten Zeitstandard für den Mond zu entwickeln, die sogenannte Coordinated Lunar Time (CLT), ähnlich der UTC auf der Erde. Diese neue Forschung legt den Grundstein für eine ähnliche Entwicklung auf dem Mars.

Dieses Mal plant die NASA den Bau einer dauerhaften Infrastruktur, regelmäßige Versorgungsmissionen und sogar menschliche Siedlungen auf dem Mars. All dies erfordert ein Zeitsystem, das die physikalische Realität genau widerspiegelt und nicht nur ein vereinfachtes Lehrbuchmodell ist.

Die Modelle sind zwar nicht perfekt, aber sie sind dem, was Menschen bisher erreicht haben, schon weit voraus. Die Forscher sagen, sie nähern sich der gewünschten Genauigkeit, müssen aber noch ein Problem lösen.

Quelle: https://znews.vn/vi-sao-can-do-thoi-gian-tren-hoa-tinh-post1593473.html