徐锐
月球没有独立的时间体系,目前开展的月球探测任务时间刻度各不相同,但都采用了协调世界时。
协调世界时又称世界统一时间,是地球时钟设定的标准。但这种方法相对不精确,且月球探测器间的时间并不同步。该计时方法只在独立月球任务中有效,如果有多个航天器协同工作,如何统一时间刻度就成了问题。
地球和月球的引力场不同,其上的时钟运行速度自然也不同。官方的月球时间可以基于与协调世界时同步的时钟系统,也可以独立于地球时间。目前科学家还不清楚通用的月球时间该采取什么形式。
然而,定义月球时间并不简单。秒的定义在任何地方都是一样的,但在狭义相对论中,引力场越强,时钟走得越慢。已知月球的引力比地球小,那么对地球上的观测者来说,月球时钟的运行速度要比地球时钟快。科学家估计,月球时钟每24小时会增加约56微秒。
目前,制定月球时间有两种方法。第一种是至少设置3个以月球自然速度运行的主时钟,通过算法组合生成更精确的月球虚拟时钟。接着,计量学家需要作出选择,比如是否要将虚拟月球时钟与协调世界时关联起来,使月球时间与协调世界时定期同步。
第二种方法是通过月球原子钟建立独立的月球连续时间,并跟踪分析其与协调世界时的关系。这样,即使失去了与地球的联系,月球上的时钟仍然会保持一致并继续运行,这样可以建立安全的导航和通信通道。此外,建立一个独立的时间模型也将有助于太空机构瞄准更远的行星,比如火星。(摘自《中国科学报》)