Araştırmacılar Dünya ve Ay’daki saatleri senkronize tutmanın bir yolunu buldu

Zamanlama bugünlerde her şeydir. İletişim ağları ve küresel konumlandırma sistemlerinin tümü, görelilik etkilerinin hesaba katılması da dahil olmak üzere, sinyallerin hassas zamanlamasının hassas bir şekilde izlenmesine bağlıdır. Yerçekimi kuyusunun derinliklerine indikçe zaman daha yavaş akıyor ve gezegenlerin yükseklik farklarını tespit edebilecek noktaya geldik. Bir milimetreZaman, GPS uydularının bulunduğu yükseklikte, Dünya yüzeyindeki saatlere göre daha hızlı akar. İşleri daha da karmaşık hale getiren ise bu uyduların yüksek hızlarda hareket etmesi, bu da işleri yavaşlatan bir etki.

Bu şeyleri izlemesi gereken elektronik cihazlara programlanabilen tek bir modifikasyon seti ile uğraştığımız Dünya’da bunu açıklamak nispeten kolaydır. Ancak, çok daha düşük bir çekim alanına sahip olan (daha hızlı saatler!) Ay’a bir dizi alet göndermeye yönelik planlar mevcut, bu da nesnelerin yavaş hareket etmesine rağmen (daha hızlı saatler de!) yörüngede kalabileceği anlamına geliyor.

Ay’da zamanı takip etmek için benzer bir sistem oluşturmak kolay olurdu, ancak bu kaçınılmaz olarak saatlerin Dünya’daki saatlerle senkronizasyonunun bozulmasına neden olacaktır; bu da bilimsel gözlemler gibi şeyler için ciddi bir sorundur. Bu nedenle Uluslararası Astronomi Birliği Onun bir kararı var Bu, oradaki işleri halletmek için bir “ay göksel referans sistemi” ve “ay koordinat zamanı” gerektirir. Pazartesi günü, Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü’nden iki araştırmacı Neil Ashby ve Bijunath Patla, bunun nasıl çalıştığını göstermek için bir hesaplama yaptılar.

Zamanı koruyun

Ayı keşfetmeye hazırlanıyoruz. Her şey yolunda giderse, Çin ve ABD liderliğindeki koalisyon, kalıcı bir insan varlığına yol açabilecek birkaç insansız görev gönderecek. Ay’da giderek artan sayıda cihaza ve sonunda tesislere sahip olacağız. Apollo görevleri için aynı anda birkaç öğeyi takip etmek yeterliydi, ancak gelecekteki görevlerin kesin konumlara inmesi ve belki de bunlar arasında hareket etmesi gerekebilir. Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü’nün 2011 raporunda bu durumun ay GPS’inin eşdeğerini değerli kıldığı belirtiliyor. Basın açıklaması İş ilanı.

Eğer onun kendi zaman ritmine göre hareket ettiğini kabul etmeye hazırsak, tüm bunların bağımsız bir Ay konumlandırma sistemi tarafından halledilmesi mümkündür. Ancak olayların kesin zamanlamasının çok önemli olacağı Ay’dan astronomi yapmak gibi şeyler yapmak zorunda kalırsak, bu bir sorun haline gelecektir. İki ayrı sisteme izin vermek aynı zamanda ikisi arasında yolculuk yapan araçlardaki tüm zaman tutma sistemlerinin değiştirilmesi anlamına da geliyor.

Tek bir sistemin oluşturulmasına nasıl yaklaşılacağını belirleyen teoriye ulaşıldı. Ancak bunun pratik uygulaması gelecekteki araştırmacılar için bir alıştırma olarak bırakılmıştır. Ancak geleceğin şimdi olduğu açıktır.

Ashby ve Patla, Dünya/Ay sisteminin kütle merkezine referansla her şeyin hesaplanabileceği bir sistem geliştirdiler. Ya da makaleye koydukları gibi, onların matematik sistemi “Dünya’nın kütle merkezi gibi yerel bir serbest düşüş çerçevesine uygun bir ölçü kullanarak Ay saat hızlarını ve Ay Lagrange noktalarını Dünya’daki saatlerle ilişkili olarak karşılaştırmamıza olanak tanıyor” -Ay sistemi Güneş’in çekim alanındadır.”

Bu neye benziyor? Pek çok türev denklem var. Makale metninde 55 denklem yer almakta olup, eklerde 67 denklem daha bulunmaktadır. Yani, makalelerin çoğu buna benziyor.

Dikkate alınması gereken birçok faktör olduğundan işler karmaşıklaşıyor. Güneşten ve diğer gezegenlerden gelen gelgit etkileri var. Dünya’nın veya Ay’ın yüzeyindeki her şey dönme nedeniyle hareket eder; Diğer nesneler yörüngedeyken hareket eder. Yer çekiminin zamana etkisi cismin bulunduğu yere bağlıdır. Yani takip edilmesi gereken çok şey var.

Güvenli gelecek

Ashby ve Batla’nın her koşulda her şeyi hesaba katması gerekmiyor. Bu faktörlerden bazıları o kadar küçüktür ki ancak çok yüksek hassasiyete sahip bir saatle tespit edilebilirler. Diğer faktörler birbirini iptal etme eğilimindedir. Ancak onların sistemini kullanarak, ay yüzeyine yakın bir nesnenin her gün fazladan 56 mikrosaniye yakalayacağını hesaplayabildik; bu, zamanı nanosaniye hassasiyetiyle ölçmeye güvenebileceğimiz durumlarda bir sorundur.

Araştırmacılar, yaklaşımlarının Dünya-Ay sistemine odaklanmış olmasına rağmen hala genellenebilir olduğunu söylüyor. Bu, değiştirilebileceği ve Dünya’da ve güneş sisteminin herhangi bir yerinde çalışabilecek bir referans çerçevesi oluşturulabileceği anlamına geliyor. Alçak Dünya yörüngesinin ötesine cisimleri gönderme hızımız göz önüne alındığında, bu muhtemelen geleceğe yönelik sağlıklı bir hazırlıktır.

Astronomi Dergisi, 2024. DOI: 10.3847/1538-3881/ad643a (DOI’ler hakkında).