想在月球定居，必須解決這個問題

徐銳

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(zhàn)，其中之一就是月球時間怎么定。

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，但都采用了協(xié)調世界時。

協(xié)調世界時又稱世界統(tǒng)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并不同步。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(xié)同工作，如何統(tǒng)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衛(wèi)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，他們剛開始著手解決這個問題。

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于與協(xié)調世界時同步的時鐘系統(tǒng)，也可以獨立于地球時間。目前科學家還不清楚通用的月球時間該采取什么形式。

據(jù)《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的歐洲空間研究與技術中心，開始起草關于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，必須盡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，定義月球時間并不簡單。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，那么對地球上的觀測者來說，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(fā)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。接著，計量學家需要作出選擇，比如是否要將虛擬月球時鐘與協(xié)調世界時關聯(lián)起來，使月球時間與協(xié)調世界時定期同步。這將有利于月球用戶與地球用戶交互。

第二種方法是通過月球原子鐘建立獨立的月球連續(xù)時間，并跟蹤分析其與協(xié)調世界時的關系。這樣，即使失去了與地球的聯(lián)系，月球上的時鐘仍然會保持一致并繼續(xù)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于太空機構瞄準更遠的行星，如火星，因為在那里通過協(xié)調世界時進行傳輸遠比月球復雜得多。