Ученые определили предел точности синхронизации времени между Землей и Марсом

Глобальная система хронометрии на нашей планете базируется на всемирном координированном времени (UTC), которое неразрывно связано с международным атомным временем (TAI) — консолидированным показателем более чем 450 атомных часов, расположенных в разных точках земного шара. Однако в преддверии долгосрочного освоения Марса возникает фундаментальный вопрос: как спроектировать автономный стандарт времени для Красной планеты и обеспечить его корректное сопряжение с земным эталоном.

С технической точки зрения адаптация хронологии к марсианским реалиям выглядит решаемой задачей. Марсианские сутки, именуемые солами, длятся примерно на 37 минут и 23 секунды дольше земных, что позволяет разделить их на 24 более продолжительных «часа». Разработаны и концепции марсианских календарей — например, системы, где год, эквивалентный 1,88 земного, состоит из 24 месяцев. Тем не менее, подобные локальные решения малопригодны для оперативной связи и координации действий между двумя планетами.

В текущих космических программах принято использовать среднее время Эйри (AMT). Это марсианский аналог времени по Гринвичу, привязанный к нулевому меридиану, проходящему через кратер Эйри-0. Поскольку зафиксировать точные координаты этого меридиана крайне сложно, большинство операторов миссий предпочитают упрощенный метод, просто ведя порядковый отсчет солов с момента посадки аппарата (например, «Сол 25»).

Потенциально для Марса можно внедрить систему MTC (координированное марсианское время), опирающуюся на собственную сеть атомных осцилляторов. Однако свежие исследования подтверждают, что синхронизация времени между Землей и Марсом ограничена законами физики. Скорость хода хронометра напрямую зависит от гравитационного потенциала: из-за того, что сила тяжести на Земле почти в три раза выше, атомные часы на Марсе будут опережать земные примерно на 477 микросекунд в сутки. Дополнительные искажения вносит орбитальное движение — колебания относительных скоростей планет добавляют к расхождению еще около 226 микросекунд.

Немаловажным фактором остается и конечная скорость распространения света. Дистанция между небесными телами постоянно меняется, что влечет за собой колебания времени задержки сигнала и еще сильнее затрудняет прецизионную синхронизацию.

Ученые проанализировали комплекс необходимых корректировок для согласования хода земных и марсианских часов, сопоставив этот вызов с уже существующими проблемами хронометрии в системе Земля–Луна.

Согласно их выводам, современные технологии позволяют создать марсианскую систему времени с высокой, но не абсолютной точностью. Даже при учете всех релятивистских и навигационных поправок, суточная погрешность будет составлять порядка 100 наносекунд. Это доказывает, что построение идеально единой временной сети для Земли, Луны и Марса невозможно, однако достижимых показателей будет вполне достаточно для управления полетами, навигации и обеспечения жизнедеятельности будущих колоний.

Источник: iXBT