NASAn Artemis-ohjelmalla pyritään luomaan jatkuva inhimillinen läsnäolo Kuussa – ei vain lyhyitä vierailuja, vaan pysyvää infrastruktuuria, mukaan lukien kuun Gateway-asema, pintapohjat ja resurssien uuttamisen toiminnot. Kaikki nämä vaativat jotain, jonka otamme Maalla itsestään selvyytenä: luotettava, jaettu aikastandardi.
Miksi Artemis tarvitsee tarkkuuden ajoitusta
Apollo-tehtävät 1960-luvulla ja 70-luvulla eivät tarvinneet kuun aikastandardia. Tehtävät kestivät päiviä, ei kuukausia, ja navigointi hoitettiin Maan perusteisilla seurantaasemilla.
Artemis on perustavanlaatuisesti erilainen. Ohjelma näkee:
Pysyvät pintapohjat Kuun etelänavalla, jotka toimivat jatkuvasti. Kuun Gateway avaruusasema kiertoradalla, joka toimii välitys hubnaan. Useat roverit ja robottijärjestelmät, jotka toimivat autonomisesti. Kaupalliset laskijat eri maista ja yrityksistä saapuvat säännöllisin välein.
Jokainen näistä järjestelmistä tarvitsee tarkkojen ajan tietämistä – ja ne kaikki on sovitettava samaan aikaan. Rovertilla navigointia piste-merkeillä tarvitaan sen kellon synkronointi kiertorata viite majakoihin. Laskijalla, joka lähestyy pintaa, tarvitaan aikakoordinointi Gateway:n kanssa. Viestinnän ikkunat Maan ja Kuun välillä on ajoitettava mikrosekuntiin asti.
Kuun navigointi — Kuun GPS
Maalla GPS toimii, koska jokainen satelliitti kuljettaa atomikelloa, joka on synkronoitu pääaikastandardiin. Puhelimesi laskee sijaintinsa mittaamalla pieniä erojen signaalin saapumisajoissa useista satelliiteista.
NASA ja ESA suunnittelevat samanlaista järjestelmää Kuulle. ESA:n Moonlight-ohjelma sijoittaa satelliitit kuun kiertoradalle tarjoamaan navigointi- ja viestintäpalveluja. NASAn Lunar Communication Relay and Navigation Systems (LCRNS) täydentää tätä.
Kuun GPS:n toimintaan kaikilla satelliiteilla on oltava yhteinen aikapohja – ja tämän aikapohjan on otettava huomioon relativistiseen vaikutukset. Satelliitti kuun kiertoradalla kokee eri painovoiman ajan dilataatiota kuin kello pinnalla, aivan kuten GPS-satelliitit Maalla on korjattava suhteellisuusteorian vuoksi. Coordinated Lunar Time (LTC) tarjoaa tämän perustan.
Artemis aikataulu
Artemis-ohjelman aikataulu on tiiviisti kohdistettu LTC kehitysaikataulun kanssa:
Artemis I (valmistunut marraskuussa 2022) — Miehittämätön Space Launch System- ja Orion-avaruusaluksen testilento Kuun ympärillä. Ei aika-järjestelmä tarpeen Maan perustuvan seurannan lisäksi.
Artemis II (suunniteltu 2025) — Ensimmäinen miehitetty lento Kuun ympärillä Apollo 17:n jälkeen 1972. Luottaa edelleen Maan perusteiseen seurantaan.
Artemis III (suunniteltu 2026-2027) — Ensimmäinen miehitetty laskusuoritus Kuun etelänavalla. Tämä tehtävä hyötyy alkuperäisestä LTC puitteesta, erityisesti tarkkaan laskusuoritukseen ja pinta-toimintoihin.
Artemis IV ja sen jälkeen — Kuun Gateway-asema kootaan kiertoradalle. Useat kansat ja kaupalliset kumppanit toimivat pinta-omaisuuksilla. Täydellinen kuun aika-infrastruktuuri tulee välttämättömäksi.
Kuun ulkopuolelle — Mars ja syvä avaruus
Oppitunnit, jotka opittiin LTC:n luomisesta, soveltavat suoraan Marsin ajanottamiseen, missä painovoiman ajan dilataatio on erilainen (Mars on noin 38% Maan pinnan painovoimasta), ja viestintöviiveet jopa 24 minuuttia tekevät reaaliaikaisen synkronoinnin Maan kanssa mahdottomaksi.
Coordinated Martian Time standardi tarvitaan lopulta, rakennettu samaan relativistisen periaatteisiin kuin LTC, mutta Mars-spesifikaatiot. Puitteet, jotka kehitetään nyt Kuulle, ovat testauskenttä ajanottamiselle aurinkokunnan koko alueella.
Seuraa kuun aikaa nyt
Kun virallinen LTC-infrastruktuuri rakennetaan, voit nähdä millainen kuun aika näyttää tänään käyttämällä live Coordinated Lunar Time kelloo tällä sivustolla. Kello soveltaa +56.02 µs/päivä poikkeaman nopeutta UTC:hen, keräten J2000.0 aika-kauden jälkeen, antamalla reaaliaikaisen likiarvon Kuun perustuneista kelleista näyttävät.