화성에서 시간을 측정해야 하는 이유는 무엇일까요?

화성의 시간은 지구보다 하루에 477마이크로초 느립니다. 사진: Shutterstock

NASA 엔지니어들은 화성에서 시간을 측정하는 데 어려움을 겪고 있는데, 단 하나의 계산 오류라도 전체 과정에 영향을 미칠 수 있기 때문입니다. 닐 애쉬비와 비주나트 파틀라 연구원이 7월에 발표한 계산에 따르면, 화성의 시계는 지구의 시계보다 하루에 477마이크로초 더 빠르게 작동합니다.

이 공전 속도는 화성의 태양 주위 공전 궤도 위치에 따라 하루에 최대 226마이크로초까지 변동될 수 있습니다. 이 단위는 미미해 보일 수 있지만, 천문학자들이 우주선을 착륙시키거나 이미 화성에 있는 탐사선과 신호를 동기화할 때는 매우 중요합니다.

빛의 속도로 이동할 때, 단 56마이크로초의 지연은 축구장 약 184개 길이에 해당하며, 이는 착륙 지점에서 완전히 벗어나게 된다는 것을 의미합니다. 이러한 문제는 행성 연구의 한계를 넘어, 지구, 달, 화성의 시간을 동시에 동기화해야 하는 NASA의 아르테미스 프로그램에도 영향을 미칩니다.

연구에 따르면 화성의 시계는 달의 시계보다 하루에 421.5 마이크로초 더 빠르게 작동합니다. 이 세 행성 의 시간 속도를 정확하게 맞추는 것은 매우 어려운 과제입니다.

아인슈타인의 상대성 이론에 따르면, 질량이 큰 물체는 시공간을 휘게 하고, 시계는 중력과 운동량에 따라 서로 다른 속도로 작동하게 됩니다. 문제는 현재의 계산 모델이 너무 단순하다는 것입니다.

이전의 대부분의 계산은 지구와 달, 또는 화성과 같이 두 개의 천체만 관련된 행성 궤도를 기반으로 했습니다. 그러나 태양의 중력은 "태양 조석"이라는 교란을 일으켜 행성과 위성이 시공간을 통해 움직이는 방식에 영향을 미치고, 이전 모델 계산 결과를 변화시킵니다.

BGR 에 따르면, 애쉬비와 파틀라의 새로운 계산은 태양 조석력을 고려한 결과 이전 연구에 비해 정확도가 거의 100배 향상되었습니다. 이러한 차이 덕분에 우주 임무에 필요한 핵심 시스템을 구축할 수 있을 만큼 신뢰할 수 있는 모델이 만들어졌습니다. 그러나 연구진은 지구-화성 시스템에 적용할 때 모델에서 조석력의 영향을 완전히 고려하지는 못했습니다.

오늘날 지구 궤도를 도는 모든 GPS 위성은 지구의 중력권에서 멀리 떨어져 있기 때문에 내장 시계가 휴대전화 시계보다 빠르게 작동하는 문제에 직면해 있습니다. 적절한 보정이 없으면 이러한 오차로 인해 단 몇 시간 작동만으로도 수 마일에 달하는 오차가 발생할 수 있습니다.

행성 간 규모에서도 마찬가지로 태양에서 발생하는 다양한 중력장이 시간에 따라 변화하는 교란을 일으켜 복잡성이 기하급수적으로 증가합니다. 이것이 바로 화성 샘플 회수 임무와 같은 프로젝트를 위한 항법 및 통신 시스템을 설계할 때 엔지니어들이 직면하는 과제입니다.

백악관은 NASA에 지구의 UTC와 유사한 달의 별도 시간 기준인 협정달시(CLT)를 설정해 줄 것을 요청했습니다. 이번 새로운 연구는 화성에 대해서도 같은 작업을 진행할 수 있는 토대를 마련했습니다.

이번에 NASA는 화성에 영구적인 기반 시설을 구축하고, 정기적인 보급 임무를 수행하며, 심지어 인간 정착촌을 건설할 계획입니다. 이 모든 것을 위해서는 단순화된 교과서적 모델이 아닌 물리적 현실을 정확하게 반영하는 시간 체계가 필요합니다.

이 모델들은 완벽하지는 않지만, 인류가 지금까지 이뤄낸 그 어떤 것보다도 뛰어났습니다. 연구진들은 원하는 정확도에 매우 근접했으며, 아직 해결해야 할 문제가 하나 더 남아 있다고 밝혔습니다.

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