Varför är det nödvändigt att mäta tiden på Mars?

Tiden på Mars är 477 mikrosekunder per dag långsammare än på jorden. Foto: Shutterstock .

NASA-ingenjörer har problem med att mäta tiden på Mars, eftersom en enda felberäkning kan förstöra hela problemet. Enligt beräkningar som publicerades i juli av forskarna Neil Ashby och Bijunath Patla går en klocka på Mars 477 mikrosekunder snabbare per dag än på jorden.

Denna hastighet ändras med ytterligare 226 mikrosekunder per dag, beroende på Mars position i sin omloppsbana runt solen. Detta kanske inte verkar vara mycket, men det är viktigt när astronomer försöker landa en rymdfarkost eller synkronisera signaler med rovers som redan finns på Mars.

Med ljusets hastighet motsvarar en fördröjning på bara 56 mikrosekunder ungefär 184 fotbollsplaner, vilket innebär att den skulle ha missat landningsplatsen helt. Denna utmaning, utöver planetens begränsningar, påverkar även NASA:s Artemis-program, som måste hantera tidssynkroniseringen mellan jorden, månen och Mars samtidigt.

Forskning visar att klockor på Mars går snabbare än på månen med 421,5 mikrosekunder per dag. Att noggrant mäta tidens hastighet på tre olika planeter är en stor utmaning.

Enligt Einsteins relativitetsteori förvränger massiva objekt rumtiden, och klockor går i olika takt beroende på gravitation och rörelse. Problemet är att nuvarande beräkningsmodeller är för enkla.

De flesta tidigare beräkningar baserades på planetbanor som involverade bara två kroppar, som jorden och månen, eller Mars. Men solens gravitation skapar också "solära tidvatten", störningar som påverkar hur planeter och månar rör sig genom rumtiden och förändrar resultaten från tidigare modeller.

Ashby och Patlas nya beräkningar, efter att ha lagt till solens tidvatten, var nästan 100 gånger mer exakta än tidigare studier, enligt BGR . Denna skillnad har skapat en modell som är tillräckligt tillförlitlig för att bygga viktiga system för rymduppdrag. Forskarna har dock ännu inte helt beaktat modellens tidvattenpåverkan när den tillämpas på Jord-Mars-systemet.

Varje GPS-satellit som kretsar runt jorden idag har problemet att dess klocka går snabbare än klockan i din mobiltelefon eftersom den är längre bort från jordens gravitation. Utan korrigering kan felet uppgå till flera kilometer på bara några timmars drift.

Samma sak händer på interplanetär skala, där flera gravitationsfält som störs av solen förändras över tid, vilket ökar komplexiteten exponentiellt. Det här är utmaningen ingenjörer står inför när de utformar navigations- och kommunikationssystem för projekt som Mars Sample Return-uppdraget.

Vita huset har bett NASA att skapa en separat tidsstandard för månen, kallad Coordinated Lunar Time (CLT), liknande jordens UTC. Denna nya forskning lägger grunden för att göra detsamma för Mars.

Den här gången planerar NASA att bygga permanent infrastruktur, regelbundna förnödenheter och till och med mänskliga bosättningar på Mars. Allt detta kommer att kräva ett tidssystem som korrekt återspeglar den fysiska verkligheten, inte bara en förenklad lärobokmodell.

Modellerna är inte perfekta, men de ligger redan långt före vad människor har uppnått. Forskarna säger att de närmar sig önskad noggrannhet, med ytterligare ett problem att lösa.

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