月亮之上幾點了？科學家嘗試建立“月球時間”_風聞

來源：中國科學報

NASA月球勘測軌道飛行器拍攝到的滿月。圖片來源：NASA Goddard

未來10年，月球探測復興，各國在探測月球的同時，計劃在月球上建立永久基地，但這將面臨許多挑戰，其中之一就是月球時間怎麼定。

月球沒有獨立的時間體系，目前開展的月球探測任務時間刻度各不相同，但都採用了協調世界時。

協調世界時又稱世界統一時間，是地球時鐘設定的標準。但這種方法相對不精確，且月球探測器間的時間並不同步。該計時方法只在獨立月球任務中有效，如果有多個航天器協同工作，如何統一時間刻度就成了問題。如果將來人類成為月球“居民”，就像在地球上一樣，使用一個通用的月球時間十分必要。

此外，如果航天機構要利用衞星導航跟蹤這些航天器，也需要精確的定時信號。

美國宇航局（NASA）戈達德空間中心的定位、導航和計時團隊負責人，航空航天工程師Cheryl Gramling表示，他們剛開始着手解決這個問題。

地球和月球的引力場不同，其上的時鐘運行速度自然也不同。官方的月球時間可以基於與協調世界時同步的時鐘系統，也可以獨立於地球時間。目前科學家還不清楚通用的月球時間該採取什麼形式。

據《自然》報道，2022年11月，世界各地的航天機構和學術組織代表齊聚歐洲空間局（ESA）的歐洲空間研究與技術中心，開始起草關於如何定義月球時間的建議。

國際度量衡局時間部門負責人Patrizia Tavella認為，必須儘快決定月球官方時間，否則太空機構和私人公司將自行制定解決方案。

然而，定義月球時間並不簡單。秒的定義在任何地方都是一樣的，但在狹義相對論中，引力場越強，時鐘走得越慢。已知月球的引力比地球小，那麼對地球上的觀測者來説，月球時鐘的運行速度要比地球時鐘快。

Gramling估計，月球時鐘每24小時會增加約56微秒。Tavella則表示，受月球自轉影響，時鐘在月球不同位置會發生微妙的變化。

目前，制定月球時間有兩種方法。第一種是至少設置3個以月球自然速度運行的主時鐘，通過算法組合生成更精確的月球虛擬時鐘。接着，計量學家需要作出選擇，比如是否要將虛擬月球時鐘與協調世界時關聯起來，使月球時間與協調世界時定期同步。這將有利於月球用户與地球用户交互。

第二種方法是通過月球原子鐘建立獨立的月球連續時間，並跟蹤分析其與協調世界時的關係。這樣，即使失去了與地球的聯繫，月球上的時鐘仍然會保持一致並繼續運行，這樣可以建立安全的導航和通信通道。此外，建立一個獨立的時間模型也將有助於太空機構瞄準更遠的行星，如火星，因為在那裏通過協調世界時進行傳輸遠比月球複雜得多。