چرا اندازه‌گیری زمان در مریخ ضروری است؟

برنامه‌های اکتشاف و زمینه‌سازی برای فرود بر روی مریخ هنوز به دلیل اختلاف زمانی با مشکل مواجه است؛ محاسبات اشتباه می‌تواند باعث شود فضاپیما از مسیر خود خارج شود.

زمان در مریخ ۴۷۷ میکروثانیه در روز کندتر از زمین است. عکس: Shutterstock .

مهندسان ناسا در اندازه‌گیری زمان در مریخ با مشکل مواجه هستند، زیرا یک محاسبه اشتباه می‌تواند کل فرآیند را تحت تأثیر قرار دهد. طبق محاسباتی که در ماه ژوئیه توسط محققان نیل اشبی و بیجونات پاتلا منتشر شد، یک ساعت در مریخ روزانه ۴۷۷ میکروثانیه سریع‌تر از یک ساعت روی زمین کار می‌کند.

این نرخ حتی می‌تواند بسته به موقعیت مریخ در مدار خود به دور خورشید، روزانه ۲۲۶ میکروثانیه اضافی تغییر کند. این واحد ممکن است بی‌اهمیت به نظر برسد، اما وقتی ستاره‌شناسان در تلاش برای فرود یک فضاپیما یا همگام‌سازی سیگنال‌ها با مریخ‌نوردهایی هستند که از قبل روی مریخ هستند، بسیار مهم است.

با سرعت نور، تأخیر تنها ۵۶ میکروثانیه معادل حدود ۱۸۴ زمین فوتبال است، به این معنی که آنها کاملاً از منطقه فرود منحرف می‌شدند. این چالش، فراتر از محدودیت‌های تحقیقات سیاره‌ای، بر برنامه آرتمیس ناسا نیز تأثیر می‌گذارد، جایی که آنها باید زمان هماهنگ بین زمین، ماه و مریخ را به طور همزمان مدیریت کنند.

تحقیقات نشان می‌دهد که ساعت‌های روی مریخ روزانه ۴۲۱.۵ میکروثانیه سریع‌تر از ساعت‌های روی ماه کار می‌کنند. تنظیم دقیق سرعت زمان در این سه دنیای مختلف یک چالش بزرگ است.

طبق نظریه نسبیت انیشتین، اجرام عظیم، فضا-زمان را خم می‌کنند و ساعت‌ها بسته به گرانش و حرکت، با سرعت‌های متفاوتی کار می‌کنند. مشکل این است که مدل‌های محاسباتی فعلی بیش از حد ساده‌انگارانه هستند.

بیشتر محاسبات قبلی بر اساس مدارهای سیاره‌ای بودند که فقط شامل دو جسم، مانند زمین با ماه یا با مریخ، می‌شدند. اما کشش گرانشی خورشید همچنین "جزر و مد خورشیدی" ایجاد می‌کند، اختلالاتی که بر نحوه حرکت سیارات و ماهواره‌ها در فضازمان تأثیر می‌گذارند و نتایج محاسبات مدل قبلی را تغییر می‌دهند.

طبق گزارش BGR، محاسبات جدید اشبی و پاتلا، پس از افزودن عامل جزر و مد خورشیدی، دقت را در مقایسه با مطالعات قبلی تقریباً ۱۰۰ برابر افزایش داده است. این تفاوت، مدلی را ایجاد کرده است که به اندازه کافی قابل اعتماد است تا سیستم‌های کلیدی برای ماموریت‌های فضایی ساخته شود. با این حال، محققان هنوز به طور کامل تأثیر جزر و مد را در مدل هنگام اعمال به سیستم زمین-مریخ در نظر نگرفته‌اند.

هر ماهواره GPS که امروزه به دور زمین می‌چرخد، با مشکل سرعت بیشتر ساعت داخلی خود نسبت به ساعت تلفن همراه مواجه است، زیرا آنها از نیروی جاذبه زمین دورتر هستند. بدون اصلاح مناسب، این اختلاف می‌تواند تنها در عرض چند ساعت کار، به کیلومترها برسد.

همین اتفاق در مقیاس بین سیاره‌ای نیز رخ می‌دهد، به طوری که میدان‌های گرانشی مختلف از خورشید باعث ایجاد اختلالاتی می‌شوند که با گذشت زمان تغییر می‌کنند و منجر به افزایش نمایی پیچیدگی می‌شوند. این دقیقاً همان چالشی است که مهندسان هنگام طراحی سیستم‌های ناوبری و ارتباطی برای پروژه‌هایی مانند مأموریت بازگشت نمونه مریخ با آن روبرو هستند.

کاخ سفید از ناسا خواسته است که یک استاندارد زمانی جداگانه برای ماه به نام زمان هماهنگ قمری (CLT) مشابه UTC زمین ایجاد کند. این تحقیق جدید زمینه را برای انجام همین کار برای مریخ فراهم کرده است.

این بار، ناسا در حال برنامه‌ریزی برای ساخت زیرساخت‌های دائمی، انجام ماموریت‌های منظم تأمین تدارکات و حتی ایجاد سکونتگاه‌های انسانی در مریخ است. همه اینها نیاز به یک سیستم زمانی دارد که به طور دقیق واقعیت فیزیکی را منعکس کند، نه فقط یک مدل ساده‌شده از کتاب‌های درسی.

این مدل‌ها بی‌نقص نیستند، اما از هر چیزی که بشر تاکنون به آن دست یافته، پیشی گرفته‌اند. محققان می‌گویند که آنها به دقت مطلوب بسیار نزدیک شده‌اند و هنوز یک مشکل دیگر برای حل وجود دارد.

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