Програмата Artemis на NASA цели да установи устойчиво човешко присъствие на Луната — не просто кратки посещения, а постоянна инфраструктура, включително лунна станция Gateway, повърхностни жилища и операции по извличане на ресурси. Всичко това се нуждае от нещо, което приемаме на Земята: надежден, споделен времеви стандарт.
Защо Artemis Има Нужда От Прецизно Синхронизиране
Мисиите на Apollo от 1960-те и 70-те години не са имали нужда от лунен времеви стандарт. Мисиите продължаваха дни, не месеци, и навигацията е била управлявана от земни следящи станции на Земята.
Artemis е принципно различна. Програмата представя визия за:
Постоянни повърхностни бази близо до южния полюс на Луната, които функционират непрекъснато. Лунна станция Gateway в орбита, която служи като релейни възел. Множество марсоходи и роботични системи, работещи автономно. Търговски лендери от различни страни и компании, пристигащи на редовни график.
Всеки от тези системи трябва да знае точното време — и всички трябва да се съгласят какво е това време. Марсоход, навигиран по ориентири, трябва да синхронизира своя часовник с орбитални референтни маяци. Лендер, приближаващ се към повърхност, трябва синхронизиране на синхронизирането със Gateway. Комуникационни прозорци между Земя и Луна трябва да бъдат планирани до микросекунда.
Лунна Навигация — Лунен GPS
На Земята GPS работи, защото всеки спътник носи атомен часовник, синхронизиран с главен времеви стандарт. Вашия смартфон изчислява своето положение чрез измерване на малки разлики во времевата пристигане на сигнала от множество спътници.
NASA и ESA планират подобна система за Луната. Програмата Moonlight на ESA ще постави спътници в лунна орбита, за да предоставят услуги за навигация и комуникация. Лунните комуникационни релейни и навигационни системи (LCRNS) на NASA ще допълнят това.
Да работи лунен GPS, всички спътници трябва обща времева база — и тази времева база трябва да отчита релативистични ефекти. Спътник в лунна орбита изпитва различна гравитационна временна дилатация, отколкото часовник на повърхност, точно както GPS спътниците на Земята трябва да коригират за относителност. Coordinated Lunar Time (LTC) ще осигури това основание.
График На Artemis
График на програмата Artemis се съвпада близко с график на разработка на LTC:
Artemis I (завършено ноември 2022) — Без пилот тестов полет на Space Launch System и Orion космически кораб около Луната. Не е необходима времева система отвъд земното следене.
Artemis II (планиран 2025) — Първи пилотиран полет около Луната от Apollo 17 през 1972 г. Продължава полагане на земното следене.
Artemis III (планиран 2026-2027) — Първи пилотиран кацане близо до южния полюс на Луната. Тази мисия ще се възползва от начално рамков на LTC, особено за прецизно кацане и повърхностни операции.
Artemis IV и отвъд — Лунната станция Gateway ще бъде събрана в орбита. Множество страни и търговски партньори ще управляват повърхностни активи. Пълна лунна времева инфраструктура става съществена.
Отвъд Луната — Марс и Дълбок Космос
Уроците, научени от установяването на LTC, ще директно се отнасят на отчитането на времето на Марс, където гравитационната временна дилатация е различна (Марс има около 38% от земната повърхност гравитация), и комуникационните закъснения могат да бъдат до 24 минути, правят синхронизирането в реално време със Земята невъзможно.
Стандарт Coordinated Martian Time в крайна сметка ще бъде необходим, построен на същите релативистични принципи като LTC, но с параметри, специфични за Марс. Рамковият план, разработен сега за Луната, е изпитателен полигон за отчитане на времето по слънчевата система.
Проследяване На Лунно Време Сега
Докато LTC инфраструктура се строи, можете да видите как изглежда лунното време днес, използвайки живия часовник Coordinated Lunar Time на този сайт. Часовникът използва скорост на изместване от +56,02 µs/ден на UTC, натрупавайки се от епохата J2000.0, осигурявайки приблизителна в реално време на това, което луни часовници ще показват.