Γιατί είναι απαραίτητο να μετράμε τον χρόνο στον Άρη;

Τα σχέδια για την εξερεύνηση και την τοποθέτηση των θεμελίων για τον Άρη εξακολουθούν να έχουν κολλήσει με τη διαφορά ώρας, η οποία αν υπολογιστεί λανθασμένα, θα προκαλέσει την προσγείωση του διαστημοπλοίου εκτός πορείας.

Ο χρόνος στον Άρη είναι 477 μικροδευτερόλεπτα την ημέρα πιο αργός από ό,τι στη Γη. Φωτογραφία: Shutterstock .

Οι μηχανικοί της NASA δυσκολεύονται να μετρήσουν τον χρόνο στον Άρη, επειδή ένας λάθος υπολογισμός μπορεί να καταστρέψει ολόκληρο το πρόβλημα. Σύμφωνα με υπολογισμούς που δημοσιεύθηκαν τον Ιούλιο από τους ερευνητές Neil Ashby και Bijunath Patla, ένα ρολόι στον Άρη τρέχει 477 μικροδευτερόλεπτα γρηγορότερα την ημέρα από ό,τι στη Γη.

Αυτός ο ρυθμός αλλάζει κατά 226 μικροδευτερόλεπτα επιπλέον την ημέρα, ανάλογα με τη θέση του Άρη στην τροχιά του γύρω από τον Ήλιο. Αυτό μπορεί να μην φαίνεται πολύ, αλλά είναι σημαντικό όταν οι αστρονόμοι προσπαθούν να προσγειώσουν ένα διαστημόπλοιο ή να συγχρονίσουν σήματα με ρόβερ που βρίσκονται ήδη στον Άρη.

Με την ταχύτητα του φωτός, μια καθυστέρηση μόλις 56 μικροδευτερολέπτων ισοδυναμεί με περίπου 184 γήπεδα ποδοσφαίρου, πράγμα που σημαίνει ότι θα είχε χάσει εντελώς το σημείο προσγείωσης. Αυτή η πρόκληση, εκτός από τους περιορισμούς του πλανήτη, επηρεάζει επίσης το πρόγραμμα Artemis της NASA, το οποίο πρέπει να διαχειριστεί τον συγχρονισμό χρόνου μεταξύ Γης, Σελήνης και Άρη ταυτόχρονα.

Έρευνες δείχνουν ότι τα ρολόγια στον Άρη τρέχουν ταχύτερα από ό,τι στη Σελήνη κατά 421,5 μικροδευτερόλεπτα την ημέρα. Η ακριβής μέτρηση της ταχύτητας του χρόνου σε τρεις διαφορετικούς κόσμους αποτελεί μια σημαντική πρόκληση.

Σύμφωνα με τη θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν, τα ογκώδη αντικείμενα παραμορφώνουν τον χωροχρόνο και τα ρολόγια λειτουργούν με διαφορετικούς ρυθμούς ανάλογα με τη βαρύτητα και την κίνηση. Το πρόβλημα είναι ότι τα τρέχοντα υπολογιστικά μοντέλα είναι πολύ απλοϊκά.

Οι περισσότεροι προηγούμενοι υπολογισμοί βασίζονταν σε πλανητικές τροχιές που αφορούσαν μόνο δύο σώματα, όπως η Γη και η Σελήνη, ή ο Άρης. Αλλά η βαρύτητα του Ήλιου δημιουργεί επίσης «ηλιακές παλίρροιες», διαταραχές που επηρεάζουν τον τρόπο με τον οποίο οι πλανήτες και τα φεγγάρια κινούνται στον χωροχρόνο και αλλοιώνουν τα αποτελέσματα προηγούμενων μοντέλων.

Οι νέοι υπολογισμοί των Ashby και Patla, μετά την προσθήκη των ηλιακών παλιρροιών, ήταν σχεδόν 100 φορές ακριβέστεροι από προηγούμενες μελέτες, σύμφωνα με το BGR . Αυτή η διαφορά έχει δημιουργήσει ένα μοντέλο αρκετά αξιόπιστο για την κατασκευή βασικών συστημάτων για διαστημικές αποστολές. Ωστόσο, οι ερευνητές δεν έχουν ακόμη λάβει πλήρως υπόψη την παλιρροιακή επίδραση του μοντέλου όταν εφαρμόζεται στο σύστημα Γης-Άρη.

Κάθε δορυφόρος GPS που βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τη Γη σήμερα αντιμετωπίζει το πρόβλημα ότι το ρολόι του τρέχει πιο γρήγορα από το ρολόι του κινητού σας τηλεφώνου, επειδή βρίσκεται πιο μακριά από τη βαρύτητα της Γης. Χωρίς διόρθωση, το σφάλμα μπορεί να φτάσει τα χιλιόμετρα σε λίγες μόνο ώρες λειτουργίας.

Το ίδιο συμβαίνει και σε διαπλανητική κλίμακα, με πολλαπλά βαρυτικά πεδία που διαταράσσονται από τον Ήλιο να αλλάζουν με την πάροδο του χρόνου, αυξάνοντας εκθετικά την πολυπλοκότητα. Αυτή είναι η πρόκληση που αντιμετωπίζουν οι μηχανικοί κατά το σχεδιασμό συστημάτων πλοήγησης και επικοινωνιών για έργα όπως η αποστολή Mars Sample Return.

Ο Λευκός Οίκος ζήτησε από τη NASA να δημιουργήσει ένα ξεχωριστό πρότυπο ώρας για τη Σελήνη, που ονομάζεται Συντονισμένη Σεληνιακή Ώρα (CLT), παρόμοιο με την UTC της Γης. Αυτή η νέα έρευνα θέτει τις βάσεις για να γίνει το ίδιο και για τον Άρη.

Αυτή τη φορά, η NASA σχεδιάζει να κατασκευάσει μόνιμες υποδομές, τακτικές αποστολές ανεφοδιασμού, ακόμη και ανθρώπινους οικισμούς στον Άρη. Όλα αυτά θα απαιτήσουν ένα σύστημα χρόνου που να αντικατοπτρίζει με ακρίβεια τη φυσική πραγματικότητα, όχι απλώς ένα απλοποιημένο μοντέλο σχολικού βιβλίου.

Τα μοντέλα δεν είναι τέλεια, αλλά είναι ήδη πολύ μπροστά από αυτά που έχουν επιτύχει οι άνθρωποι. Οι ερευνητές λένε ότι πλησιάζουν περισσότερο στην επιθυμητή ακρίβεια, με ένα ακόμη πρόβλημα να λύσουν.

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