De ce spun oamenii de știință că trebuie să trimită ceasuri pe Lună cât mai curând

Poate cea mai fascinantă ciudățenie a universului nostru este dificultatea măsurării timpului: secundele trec ușor mai rapid pe vârful unui munte decât în văile de pe Pământ. Pentru majoritatea oamenilor, aceste diferențe sunt insignifiante. Însă cursa spațială reluată, în care Statele Unite și aliații lor, alături de China, se întrec pentru a crea așezări permanente pe Lună, readuce în prim-plan aceste particularități, scrie CNN.

Pe suprafața Lunii, o zi pământească ar fi cu aproximativ 56 de microsecunde mai scurtă decât pe planeta noastră — o diferență minusculă care poate genera inconsistențe majore în timp. NASA și partenerii săi internaționali încearcă să rezolve această problemă, nu doar prin crearea unui „fus orar” lunar, ci a unui sistem de măsurare a timpului care să țină cont de faptul că secundele trec mai repede pe Lună.

O nouă scară temporală pentru Lună

Scopul NASA este de a colabora cu partenerii internaționali pentru a dezvolta o metodă standardizată de măsurare a timpului pe Lună, acceptată de toate națiunile implicate în explorarea spațiului. Într-un memorandum recent, Casa Albă a cerut NASA să elaboreze planurile pentru acest sistem până la 31 decembriea anului trecut și să implementeze un astfel de sistem până la sfârșitul anului 2026 — același an în care NASA plănuiește să trimită din nou astronauți pe Lună, după o pauză de cinci decenii.

Un astfel de cadru este crucial pentru astronauții care vor explora suprafața Lunii, vor efectua experimente științifice și vor comunica între ei. După cum a explicat Cheryl Gramling, lider al proiectelor de poziționare, navigare și timp la NASA, „timpul trebuie să fie relativ la Lună” pentru navigație și coordonare.

Evoluția măsurării timpului pe Pământ

De-a lungul mileniilor, umanitatea a utilizat metode naturale, precum mișcarea umbrei pe cadrane solare sau fazele Lunii, pentru a ține evidența timpului. Începând cu secolul al XIV-lea, ceasurile mecanice au devenit din ce în ce mai precise, dar teoria relativității generale a lui Albert Einstein a adus o nouă complexitate în măsurarea timpului.

Relativitatea generală explică modul în care gravitația afectează timpul și spațiul. Pe scurt, gravitația încetinește trecerea timpului: la altitudini mai joase, mai aproape de o sursă masivă de gravitație, timpul trece mai lent decât la altitudini mai mari.

Pentru a depăși aceste complicații, oamenii de știință folosesc ceasuri atomice, extrem de precise, care măsoară timpul pe baza vibrațiilor atomilor. Aceste ceasuri au fost instalate în sute de locații de pe glob, contribuind la stabilirea timpului universal coordonat (UTC).

Timpul în spațiu

Pe măsură ce distanța față de Pământ crește, măsurarea timpului devine și mai complicată. De exemplu, astronauții de pe Stația Spațială Internațională (SSI) experimentează efecte combinate ale relativității generale și speciale, deoarece SSI orbitează la o altitudine de aproximativ 322 km și la viteze mari. Din fericire, aceste efecte se anulează parțial, permițând astronauților să folosească timpul pământesc pentru coordonare.

În cazul misiunilor mai îndepărtate, cum ar fi sondele spațiale care explorează Pluto sau centura Kuiper, ceasurile integrate la bord joacă un rol esențial. Aceste dispozitive trebuie să funcționeze independent, dar să fie sincronizate cu timpul UTC pentru a permite navigația și colectarea datelor.

Ceasuri pentru Lună

Pentru Lună, NASA intenționează să instaleze ceasuri precise, inclusiv ceasuri atomice și oscilatoare  cu cristale, pe sateliți sau în locații de pe suprafața lunară. Costurile unui ceas atomic de înaltă performanță pentru explorarea spațială pot ajunge la câteva milioane de dolari, dar astfel de instrumente sunt esențiale pentru navigație și coordonare.

NASA și aliații săi dezvoltă LunaNet, un cadru similar internetului, combinat cu un sistem global de navigație prin satelit. LunaNet va asigura standardizarea măsurătorilor de timp și comunicarea între diferitele entități care contribuie la explorarea Lunii.

Provocările experimentării timpului pe Lună

Pe Lună, ciclul natural al zilei și nopții este complet diferit de cel al Pământului: o zi lunară durează aproximativ 14 zile terestre, urmată de 14 zile de întuneric. Acest mediu neobișnuit va influența modul în care astronauții percep timpul și își desfășoară activitățile. Totuși, precizia în măsurarea timpului este esențială pentru succesul misiunilor spațiale.

NASA vede această provocare ca pe o oportunitate de a învăța lecții valoroase pentru viitoare misiuni pe Marte sau alte corpuri cerești. După cum a concluzionat Gramling, „dacă putem reuși pe Lună, vom fi pregătiți pentru următorii pași ai explorării spațiale.”