인류가 아르테미스 프로그램으로 달 귀환을 준비하면서 대부분의 사람들이 생각하지 못하는 중요한 과제가 부상했습니다: 달은 지금 몇 시인가? 2024년 4월 2일, 백악관 과학기술정책실 (OSTP)은 NASA에 2026년 말까지 협정 달 시간(LTC)이라는 통합 달 시간 표준을 수립하도록 지시했습니다.
왜 달에 고유한 시간이 필요한가
지구에서 우리는 전 세계 400개 이상의 원자시계로 유지되는 협정 세계시 (UTC)에 의존합니다. GPS 위성, 금융 시스템, 전력망, 인터넷 모두 UTC와의 정확한 동기화에 의존합니다.
달에는 고유한 문제가 있습니다. 중력장이 약하기 때문에 달 표면의 시계는 지구의 동일한 시계보다 하루당 약 56.02 마이크로초 빠르게 작동합니다. 아인슈타인의 일반 상대성이론이 예측한 이 효과는 지구 시간을 달에 단순히 중계하면 현지 달 시계와의 동기화가 서서히 어긋남을 의미합니다.
하루에 56 마이크로초는 무시할 만큼 적어 보일 수 있습니다. 그러나 항법 시스템에서 이 드리프트는 하루 약 16미터의 위치 오차에 해당합니다. 한 달이면 오차가 약 500미터에 달하여 정밀 착륙, 로버 항법, 통신 중계 타이밍이 신뢰할 수 없게 됩니다.
LTC의 작동 방식
협정 달 시간은 UTC와 같은 원리로 구축되지만 달 환경에 맞게 조정됩니다. 계획은 달 표면과 달 궤도에 원자시계 네트워크를 배치하는 것입니다. 이 시계들을 사용하여 공식 달 시간을 정의하는 가중 평균을 계산합니다.
LTC는 UTC와 고정적이고 명확하게 정의된 관계를 유지하여 지구와 달 사이에서 시간을 원활하게 변환할 수 있도록 합니다. 주요 차이점은 LTC가 상대론적 오프셋 — 달 시계가 빠르게 작동하는 누적 드리프트를 고려한다는 것입니다.
미국 국립표준기술연구소 (NIST)는 2024년 8월에 UTC에 대한 상대론적 보정으로 달 시간을 도출하는 수학 모델을 기술한 기술 프레임워크를 발표했습니다.
국제적 노력
달 시간 측정은 NASA만의 프로젝트가 아닙니다. 유엔 국제위성항법시스템위원회 (ICG)는 2024년에 달 시간 측정을 국제적으로 표준화하기 위한 전담 실무 그룹을 설립했습니다. 45개국 이상이 서명한 아르테미스 협정은 상호 운용 가능한 시스템의 필요성을 인정하며, 공유된 시간 기준은 그 목표의 기반입니다.
유럽 우주국 (ESA)도 달 주변에 통신 및 항법 서비스를 제공하는 것을 목표로 하는 문라이트 이니셔티브의 일환으로 달 시간 측정을 연구하고 있습니다.
LTC가 의미하는 미래
표준화된 달 시간은 착륙선과 로버의 정밀 항법, 지구와 달 간의 신뢰할 수 있는 통신 스케줄링, 서로 다른 우주 기관의 임무 간 조율, 그리고 궁극적으로 화성과 그 너머의 시간 측정을 위한 기반을 가능하게 합니다.
moontimenow.com에 표시된 시뮬레이션 협정 달 시간은 J2000.0 기원부터 +56.02 마이크로초/일의 공표된 드리프트율을 사용하여 공식 LTC 시계가 오늘 표시할 시각을 근사적으로 보여줍니다.