Khi nhân loại chuẩn bị quay lại Mặt Trăng với chương trình Artemis, một thách thức quan trọng đã xuất hiện mà hầu hết mọi người chưa bao giờ nghĩ đến: bây giờ là mấy giờ trên Mặt Trăng? Vào ngày 2 tháng 4 năm 2024, Văn phòng Chính sách Khoa học và Công nghệ Nhà Trắng (OSTP) chỉ đạo NASA thiết lập tiêu chuẩn thời gian Mặt Trăng thống nhất gọi là Giờ Mặt Trăng Phối hợp, hay LTC, trước cuối năm 2026.
Tại sao Mặt Trăng cần thời gian riêng
Trên Trái Đất, chúng ta dựa vào Giờ Phối hợp Quốc tế (UTC), được duy trì bởi mạng lưới hơn 400 đồng hồ nguyên tử trên toàn thế giới. Vệ tinh GPS, hệ thống tài chính, lưới điện và internet đều phụ thuộc vào việc đồng bộ chính xác với UTC.
Mặt Trăng đặt ra một vấn đề riêng biệt. Do trường hấp dẫn yếu hơn, đồng hồ trên bề mặt Mặt Trăng chạy nhanh hơn khoảng 56,02 micro giây mỗi ngày Trái Đất so với đồng hồ giống hệt trên Trái Đất. Hiệu ứng này — được dự đoán bởi thuyết tương đối rộng của Einstein — có nghĩa là việc chuyển tiếp đơn giản thời gian Trái Đất lên Mặt Trăng sẽ dần dần lệch khỏi đồng hồ Mặt Trăng địa phương.
Trong một ngày, 56 micro giây có vẻ không đáng kể. Nhưng với hệ thống dẫn đường, độ lệch đó chuyển thành sai số vị trí khoảng 16 mét mỗi ngày. Sau một tháng, sai số đạt gần 500 mét — đủ để khiến việc hạ cánh chính xác, dẫn đường xe thám hiểm và thời gian chuyển tiếp thông tin liên lạc trở nên không đáng tin cậy.
LTC sẽ hoạt động như thế nào
Giờ Mặt Trăng Phối hợp sẽ được xây dựng trên cùng nguyên tắc như UTC nhưng được điều chỉnh cho môi trường Mặt Trăng. Kế hoạch bao gồm đặt mạng lưới đồng hồ nguyên tử trên bề mặt Mặt Trăng và trong quỹ đạo Mặt Trăng. Các đồng hồ này sẽ được sử dụng để tính trung bình có trọng số xác định giờ Mặt Trăng chính thức.
LTC sẽ duy trì mối quan hệ cố định, được xác định rõ ràng với UTC để thời gian có thể chuyển đổi liền mạch giữa Trái Đất và Mặt Trăng. Sự khác biệt chính là LTC sẽ tính đến độ lệch tương đối — độ lệch tích lũy khiến đồng hồ Mặt Trăng chạy nhanh hơn.
Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST) đã công bố khung kỹ thuật vào tháng 8 năm 2024 mô tả mô hình toán học để suy ra thời gian Mặt Trăng từ các hiệu chỉnh tương đối tính vào UTC.
Nỗ lực quốc tế
Đo thời gian Mặt Trăng không chỉ là dự án của NASA. Ủy ban Liên Hợp Quốc về Hệ thống Vệ tinh Dẫn đường Toàn cầu (ICG) đã thành lập nhóm làm việc chuyên trách vào năm 2024 để chuẩn hóa thời gian Mặt Trăng trên phạm vi quốc tế. Hiệp định Artemis — được hơn 45 quốc gia ký kết — công nhận nhu cầu về các hệ thống tương thích, và tham chiếu thời gian chung là nền tảng cho mục tiêu đó.
Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) cũng đã nghiên cứu đo thời gian Mặt Trăng như một phần của sáng kiến Moonlight, nhằm cung cấp dịch vụ liên lạc và dẫn đường quanh Mặt Trăng.
LTC có ý nghĩa gì cho tương lai
Thời gian Mặt Trăng chuẩn hóa sẽ cho phép dẫn đường chính xác cho tàu đổ bộ và xe thám hiểm, lịch trình liên lạc đáng tin cậy giữa Trái Đất và Mặt Trăng, phối hợp giữa các nhiệm vụ từ các cơ quan vũ trụ khác nhau, và cuối cùng là nền tảng cho việc đo thời gian trên Sao Hỏa và xa hơn.
Giờ Mặt Trăng Phối hợp mô phỏng hiển thị trên moontimenow.com sử dụng tốc độ lệch đã công bố +56,02 micro giây mỗi ngày, tích lũy từ kỷ nguyên J2000.0, để xấp xỉ những gì đồng hồ LTC chính thức sẽ hiển thị ngày hôm nay.