Програма NASA Artemis спрямована на встановлення постійної присутності людини на Місяці — не просто коротких відвідувань, а постійної інфраструктури, включаючи станцію Lunar Gateway, поверхневі житлові споруди та операції видобутку ресурсів. Все це вимагає чогось, що ми вважаємо як належне на Землі: надійний, спільний часовий стандарт.
Чому Artemis Потребує Точного Часовимірювання
Місії Apollo 1960-х та 70-х років не потребували стандарту місячного часу. Місії тривали дні, а не місяці, і навігація була оброблена станціями земного відстеження на Землі.
Artemis принципово відрізняється. Програма передбачає:
Постійні поверхневі бази поблизу південного полюса Місяця, які працюють безперервно. Станція Lunar Gateway на орбіті, яка служить хабом трансляції. Множина марсоходів та робототехнічних систем, що працюють автономно. Комерційні посадочні модулі від різних країн та компаній, що прибувають за регулярним графіком.
Кожна з цих систем потребує знати точний час — і вони всі повинні погодитися, який це час. Марсохід, що навігує за орієнтирами, потребує синхронізації годинника з орбітальними референцними сигналами. Посадочний модуль, що наближається до поверхні, потребує синхронізації часу з Gateway. Вікна комунікацій між Землею та Місяцем мають бути запланована до мікросекунди.
Навігація на Місяці — Місячний GPS
На Землі GPS працює, оскільки кожен супутник несе атомний годинник, синхронізований з основним часовим стандартом. Ваш телефон розраховує свою позицію шляхом вимірювання дрібних різниць у часі прибуття сигналів від кількох супутників.
NASA та ESA планують подібну систему для Місяця. Програма ESA Moonlight розташує супутники на місячній орбіті для надання навігаційних та комунікаційних послуг. Система NASA Lunar Communication Relay та Navigation Systems (LCRNS) буде доповнювати це.
Для функціонування місячного GPS, всі супутники потребують спільної часової бази — і ця часова база мусить враховувати релятивістичні ефекти. Супутник на місячній орбіті відчуває різне гравітаційне розширення часу, ніж годинник на поверхні, як і GPS супутники на Землі мають коригувати для відносності. Координований Місячний Час (LTC) надаватиме цю основу.
Графік Artemis
Графік програми Artemis тісно вирівняний з графіком розвитку LTC:
Artemis I (завершено листопад 2022) — Безпілотна тестова польоту System запуску космосу та космічного корабля Orion навколо Місяця. Жодна система часовимірювання, крім земного відстеження, не потрібна.
Artemis II (планіється 2025) — Перший пілотований політ навколо Місяця з часів Apollo 17 у 1972 році. Все ще покладається на земне відстеження.
Artemis III (планіється 2026-2027) — Перша пілотована посадка поблизу південного полюса Місяця. Ця місія отримає користь від початкової схеми LTC, особливо для точного приземлення та операцій на поверхні.
Artemis IV та далі — Станція Lunar Gateway буде зібрана на орбіті. Множина країн та комерційних партнерів матимуть поверхневі активи. Повна місячна часова інфраструктура стає істотною.
За Межами Місяця — Марс та Глибокий Космос
Уроки, здобуті від встановлення LTC, безпосередньо застосовуються до часовимірювання на Марсі, де гравітаційне розширення часу різне (Марс має близько 38% земної поверхневої гравітації), та затримки комунікацій до 24 хвилин роблять синхронізацію реального часу з Землею неможливою.
Стандарт Coordinated Martian Time врешті буде потрібний, побудований на тих же релятивістичних принципах як LTC, але з параметрами, специфічними для Марса. Схема, розроблена тепер для Місяця, це дозвіл для часовимірювання по всій сонячній системі.
Відстежуйте Часовимірювання на Місяці Тепер
Поки офіційна інфраструктура LTC будується, ви можете побачити, як виглядає часовимірювання на Місяці сьогодні, використовуючи живий годинник Координованого Місячного Часу на цьому сайті. Годинник застосовує швидкість дрейфу +56.02 µс/день до UTC, накопичену з епохи J2000.0, даючи наближення реального часу того, що показуватимуть годинники на основі Місяця.