月球人，你那里几点啦？ 图片来源：universetoday.com 当第一批人类踏上月球开展长期项目时，他们将需要很多东西，包括自己的时区。时区？对，你没听错。这是月球人很合理的要求，因为他们将生活在一个完全不同的世界上。为了解决这个问题，他们将依赖于一套全新的技术来协调地球人和月球人之间的时间。因此，航天机构现在正要弄清楚月球将有哪些时区。 为什么要考虑月球时间呢？因为在未来，地月之间几十个同时运作的任务需要相互沟通。月球卫星也需要固定它们相对于月球的位置。例如，月球门户空间站（Gateway Lunar Station）将是地球和月球之间的一个转移点。航天器将带着月球居民在两者之间往返。这些往返任务意味着，任务要在一个共同的时间尺度上完成。NASA和欧空局都在开发有助于协调互操作性的框架，并确定完成相应任务将使用的时间尺度。 去年11月，欧空局众成员开会讨论了计时、月球时区和NASA＂月球网 ＂ (LunaNet)架构的持续发展等问题。欧空局工程师Pietro Giordano说：＂在ESTEC的这次会议上，我们一致认为——制定一个共同的月球参考时间迫在眉睫。这个时间是国际公认的，所有月球系统和用户都可以参照这个时间。我们大伙现在正在为实现这一目标进行国际合作、共同努力＂。 协调所有任务和计时工作 目前，前往月球的任务使用其地球基地的时区来协调活动和通信。深空天线可以让航天器上的计时器与地球时间保持同步。这种情况在不久的将来就要发生变化，因为月球居民未来会忙得飞起。例如，月球门户空间站一旦完成，就会为宇航员开放。阿尔忒弥斯计划的常规发射将给月球送来船员和物资。最终，人类期待已久的重返月球计划便能实现，这需要在月球南极附近建立一个载人基地。同时，也将进行一些不载人的任务。例如，每次阿尔忒弥斯任务都将带来大量的月球微型卫星。欧空局也会使用欧洲大型物流登陆器（Argonaut European Large Logistics Lander）。 月球网(LunaNet)概念图，提供给可能在月球上使用的通信和导航设备 | 图片来源：NASA/Reese Patillo 为了协调这些活动，NASA创建了 ＂月球网 ＂来处理月球通信和导航服务。欧空局为了保持其卫星和地球之间的联系，则启动了月光计划(Moonlight program)。像月球网一样，月光计划需要一个共同时间参考来连接任务并促使位置的固定。由于数十项任务将在月球空间和月球表面的任何特定时刻运行，因此它们都能在月球时区共同工作是非常重要的。 月球时间取决于地球协议 欧空局月光计划导航负责人Javier Ventura-Traveset解释说：＂LunaNet是一个由共同商定的标准、协议和不同接口要求组成的框架，允许未来的月球任务协同工作，概念上类似于人类在地球上联合使用GPS和伽利略卫星导航系统的做法。现在，在月球时间这个背景下，我们有机会在系统实际实施之前就商定好大家的操作方法。＂ 这种相互操作已经有了先例。在地球上，卫星在共同接受的测量基础上共享时间信号。像GPS和伽利略卫星导航系统，和其他系统都依赖于这些时间信号。欧空局的伽利略首席工程师Jörg Hahn，也是月球时间项目的顾问，他指出，时间和大地测量参考框架的互操作性在地球上是一项既定技术。 他说：＂今天,所有的智能手机,都能利用现有的全球导航卫星系统,来计算用户的位置，精确到米甚至分米级别。这些成功经验可以再次用在未来的长期月球技术系统，尽管月球上的稳定计时将带来独特的挑战--例如考虑到月球的比重和速度影响，那里的时间流逝速度不同。＂ 那么，月球会有什么时区？ 在所有的讨论中，还没有人设定出月球时区，因为这仍然存在一些挑战。首先就是时钟的问题，月球的时钟比地球的时钟要运行得快,它们每天增加大约56微秒。而且，这种变化取决于他们是在月球表面上还是在月球门户空间站上。 接下来的问题包括，月球应该有一个独立的时区，还是与地球上的某个地方时间进行协调？是否应该由一个组织来设定和维持月球时间？如果是的话，是哪一个？这些都需要答案。 当然，这个待确定的时间系统也必须对宇航员有用，来自欧空局人类和机器人探索局的月光管理小组成员Bernhard Hufenbach解释说：＂这在星体表面将是一个相当大的挑战。在月球的赤道地区，每一天都是29.5天，包括长达两星期的月夜，而整个地球只是黑暗天空中的一个小蓝圈。但是，给月球建立这样一个工作时间系统后，我们就可以继续为其他行星做同样的工作。＂ 讲真，计时取决于月球 作为所有这些时间相关审议的一部分，国际社会还必须确定一个共同的 ＂月心参考坐标系＂(selenocentric reference frame)。这就类似于在地球上使用的国际地球参考系。这是一个测量地球上各点的坐标系，并以地球质量的中心为中心，每隔几年就会根据新的调查数据进行更新。我们的想法是为月球建立同样的坐标系，并使用它来进行计时和测量。 ＂‘探索’在整个人类历史上，其实是改进计时和大地测量参照模型的一个关键驱动力，＂Javier补充说: ＂现在对月球来说，这无疑是一个令人兴奋的时刻，努力确定一个国际认同的时间尺度以及一个共同的月心坐标系，这不仅将确保不同的月球导航系统之间的互操作性，而且还将促进大量的研究项目和月球空间应用。＂ 编译：王茸 校对：杨宜修 刘海牧 审阅：牧夫校对组 美编：毫秒 后台：胡永葳 责任编辑：杨伯顺 牧 夫新媒体编辑部 转载内容仅代表作者观点 不代表中科院物理所立场 如需转载请联系原公众号
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