Рига: -5°С
Прорыв в лунном хронометраже: необходимое решение для будущих миссий
Исследователи из Китая совершили значительный шаг в освоении ближнего космоса, представив первое в мире программное обеспечение, предназначенное для точного измерения и синхронизации времени между Луной и Землей. Разработка получила название LTE440 (Lunar Time Ephemeris) и призвана устранить фундаментальную проблему, связанную с релятивистскими эффектами, замедляющими земные часы по сравнению с лунными.
Суть проблемы заключается в том, что из-за значительно более слабой гравитации на поверхности естественного спутника Земли, согласно Общей теории относительности Альберта Эйнштейна, время там течет несколько быстрее. Этот сдвиг составляет порядка 56 микросекунд в земные сутки. На первый взгляд, это ничтожная величина, однако в контексте высокоточных космических операций, таких как навигация, посадки и развертывание будущей лунной инфраструктуры, этот эффект имеет свойство накапливаться, что в перспективе делает использование земного времени крайне ненадежным.
Как работает система LTE440
Команда, работавшая над проектом на базе Обсерватории Фиолетовой горы в Нанкине, разработала комплексную модель. Она учитывает не только пониженную гравитацию Луны, но и ее динамическое движение в пространстве относительно Земли. Модель легла в основу готового к использованию программного обеспечения LTE440.
«Исследователи оформили модель в виде готового к использованию ПО, которое может сравнивать лунное и земное время за один шаг, вместо того чтобы полагаться на сложные вычисления», — отмечается в сообщениях о разработке. Это резко упрощает процедуру, которая ранее требовала сложных ручных поправок для каждой миссии.
По оценкам разработчиков, точность нового метода остается на уровне нескольких десятков наносекунд даже при расчете на горизонте до 1000 лет. Это обеспечивает необходимый запас прочности для долгосрочных планов по созданию постоянного присутствия человека на Луне.
Инженерная необходимость и мировая гонка
С ростом числа автоматических и планируемых пилотируемых миссий на Луну, ручное хронометражирование, которое использовалось ранее, становится непрактичным и чреватым ошибками. Астроном из Гарвардского университета Джонатан Макдауэлл подчеркнул важность данной проблемы для будущих технологий.
«Если вы хотите использовать эквивалент GPS на Луне — а мы, вероятно, захотим это сделать уже через несколько лет, особенно для точных мест посадки, придется как-то с этим справиться», — отметил Макдауэлл.
Он также добавил, что даже микросекундные отклонения быстро накапливаются и могут критически влиять на навигационные системы, особенно при расчетах траекторий на несколько минут вперед. По его данным, схожие теоретические исследования проводились и в США, однако о создании столь доступного и готового к использованию американского инструмента, аналогичного китайскому, ему не известно.
Разработчики подчеркивают, что их цель — сделать лунное время практическим инструментом, что особенно актуально в контексте «набирающей обороты мировой лунной гонки». Научная работа, описывающая методологию, была опубликована в авторитетном журнале «Астрономия и астрофизика».
Эволюция лунного времени: от теории к стандарту
До недавнего времени, когда лунные миссии были единичными событиями, инженеры обычно полагались на земное Координированное всемирное время (UTC) и вносили поправки вручную. Однако эта практика перестала отвечать требованиям растущего числа космических аппаратов, нацеленных на освоение и, возможно, в будущем, постоянное присутствие на спутнике.
Ситуацию усугубил тот факт, что в 2024 году Международный астрономический союз (IAU) принял решение о необходимости создания собственного временного стандарта для Луны. Китайский проект LTE440 можно рассматривать как первый в мире рабочий, реализованный инструмент, который превращает теоретическую основу, заложенную в резолюциях IAU, в прикладное решение для инженеров и операторов миссий. Исследователи заявляют о готовности делиться своими наработками с мировым сообществом.
Следите за новостями на других платформах: