Зачем необходимо измерять время на Марсе?

Время на Марсе на 477 микросекунд в сутки медленнее, чем на Земле. Фото: Shutterstock .

Инженеры НАСА испытывают трудности с измерением времени на Марсе, поскольку один неверный расчёт может испортить всю задачу. Согласно расчётам, опубликованным в июле исследователями Нилом Эшби и Биджунатом Патлой, часы на Марсе идут на 477 микросекунд в сутки быстрее, чем на Земле.

Эта скорость изменяется ещё на 226 микросекунд в сутки в зависимости от положения Марса на орбите вокруг Солнца. Это может показаться незначительным, но это важно, когда астрономы пытаются посадить космический аппарат или синхронизировать сигналы с марсоходами, уже находящимися на Марсе.

При скорости света задержка всего в 56 микросекунд эквивалентна примерно 184 футбольным полям, то есть он бы полностью пролетел мимо места посадки. Эта проблема, помимо ограничений, связанных с планетой, также влияет на программу НАСА «Артемида», которая должна одновременно синхронизировать время между Землёй, Луной и Марсом.

Исследования показывают, что часы на Марсе идут быстрее, чем на Луне, на 421,5 микросекунды в сутки. Точное измерение скорости времени в трёх разных мирах — сложная задача.

Согласно теории относительности Эйнштейна, массивные объекты искривляют пространство-время, а часы идут с разной скоростью в зависимости от гравитации и движения. Проблема в том, что современные вычислительные модели слишком упрощены.

Большинство предыдущих расчётов основывалось на планетарных орбитах, включающих всего два тела, например, Землю и Луну или Марс. Однако гравитация Солнца также создаёт «солнечные приливы» — возмущения, которые влияют на движение планет и лун в пространстве-времени и меняют результаты предыдущих моделей.

Новые расчёты Эшби и Патлы, в которых учтены солнечные приливы, оказались почти в 100 раз точнее, чем в предыдущих исследованиях, сообщает BGR . Это различие позволило создать модель, достаточно надёжную для создания ключевых систем для космических миссий. Однако исследователи пока не смогли в полной мере учесть приливное влияние модели применительно к системе Земля-Марс.

Каждый спутник GPS, находящийся сегодня на орбите Земли, сталкивается с проблемой: его часы идут быстрее, чем часы в вашем мобильном телефоне, поскольку он находится дальше от гравитации Земли. Без коррекции погрешность может достигать нескольких миль всего за несколько часов работы.

То же самое происходит и в межпланетном масштабе: множество гравитационных полей, возмущенных Солнцем, меняются со временем, увеличивая сложность системы в геометрической прогрессии. Именно с этой проблемой сталкиваются инженеры при проектировании систем навигации и связи для таких проектов, как миссия по возвращению образцов с Марса.

Белый дом поручил НАСА создать отдельный стандарт времени для Луны — координированное лунное время (CLT), аналогичное земному UTC. Новое исследование закладывает основу для создания аналогичного стандарта для Марса.

На этот раз НАСА планирует построить на Марсе постоянную инфраструктуру, регулярные миссии по снабжению и даже человеческие поселения. Всё это потребует системы времени, которая точно отражала бы физическую реальность, а не просто упрощённую модель из учебника.

Модели неидеальны, но они уже значительно превосходят человеческие достижения. Исследователи говорят, что приближаются к желаемой точности, но осталось решить ещё одну проблему.

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