En los últimos años, a medida que la exploración lunar ha atraído la atención de países de todo el mundo, cómo definir la hora estándar lunar se ha convertido en un nuevo tema de preocupación para la comunidad científica. Según el informe del South China Morning Post de Hong Kong del 12 de enero, el Observatorio de la Montaña Púrpura de la Academia de Ciencias de China lanzó oficialmente el primer "software de sincronización lunar" del mundo el mes pasado, logrando una conversión precisa de la hora de la Luna y la Tierra.
Según la teoría general de la relatividad, dado que la gravedad de la Luna es sólo aproximadamente una sexta parte de la de la Tierra, el tiempo pasa más rápido en la Luna que en la Tierra, unos 56 microsegundos por día. Estos pequeños errores pueden sumarse y tener un impacto grave en las misiones espaciales que requieren una sincronización precisa.
Para resolver el problema de la conversión de tiempo entre la Luna y la Tierra, los investigadores del Observatorio de la Montaña Púrpura construyeron un modelo que tiene en cuenta la gravedad más débil de la Luna y su movimiento en el espacio, de modo que los eventos en la Luna puedan sincronizarse con precisión con los relojes de la Tierra. El mes pasado, el Observatorio de la Montaña Púrpura lanzó oficialmente el producto de calendario y hora lunar LTE440.
Fotos de la luna tomadas por el astronauta estadounidense Matthew Dominic en la Estación Espacial Internacional
Según la Academia de Ciencias de China, uno de los vínculos clave en la definición y construcción del tiempo estándar lunar es aclarar la correspondencia entre el tiempo de coordenadas lunar y el tiempo mecánico del centro de masa del sistema solar. Como resultado, la hora estándar lunar se puede convertir a la hora terrestre y al tiempo universal coordinado, cumpliendo con la definición de hora estándar lunar de la Oficina Internacional de Pesas y Medidas que debe ser rastreable hasta la hora terrestre.
Sin embargo, la conversión entre el tiempo de coordenadas lunares y el tiempo mecánico del centro de masa está determinada por el extremadamente complejo movimiento de múltiples cuerpos de la Luna y el campo gravitacional dinámico ejercido sobre la Luna por todos los cuerpos celestes del sistema solar. Todas las fórmulas de conversión internacionales existentes utilizan la teoría de aproximación de series, lo que da como resultado una baja precisión de los resultados de los cálculos, procesos de cálculo engorrosos y una falta de productos directamente utilizables.
Con este fin, el equipo de investigación utilizó la información más precisa de la órbita del Sol, los planetas, los asteroides del cinturón principal y los objetos del cinturón de Kuiper para lograr una conversión precisa del tiempo de coordenadas lunares y el tiempo mecánico del centro de masa. El error acumulativo no supera 1/20000000 de segundo incluso después de 1.000 años. El equipo de investigación desarrolló además un producto de paquete de software de extremo a extremo, que permite a los usuarios obtener resultados de conversión precisos de las coordenadas lunares en un solo paso.
Los resultados de la investigación relevante se han publicado en la revista Astronomy and Astrophysics.
Jonathan McDowell, astrónomo del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica de Estados Unidos, afirmó que la determinación de la hora lunar se está convirtiendo en una verdadera necesidad de ingeniería y ya no puede abordarse caso por caso basándose en la hora terrestre como en el pasado.
Señaló que en el sistema de navegación de la nave espacial los errores de nivel de microsegundos pueden tener un impacto significativo, afectando así los resultados de los cálculos en la escala de tiempo de minutos. "Si se quiere utilizar un sistema similar al GPS en la Luna, algo que quizá necesitemos dentro de unos años, especialmente para posiciones precisas de aterrizaje, hay que encontrar una manera de resolver este problema".
McDowell dijo que aunque se está realizando un trabajo similar en Estados Unidos, no ha oído hablar de un "software de sincronización lunar" que pueda usarse directamente. "Esto refleja la importancia que China concede a la Luna y es muy abierta a compartir investigaciones relacionadas con la Luna", dijo.
El South China Morning Post afirmó que en el pasado, el número de misiones lunares era tan pequeño que la cuestión de los errores de tiempo era casi "irrelevante" y los ingenieros podían corregir individualmente cada misión según fuera necesario basándose en la hora de la Tierra. Sin embargo, a medida que la exploración lunar se convierta en el foco del campo aeroespacial mundial, cada vez más naves espaciales e incluso naves espaciales tripuladas irán a la luna en el futuro, y será difícil utilizar soluciones temporales para abordar el problema de los errores.
Además, fijar normas horarias no sólo es importante para coordinar las misiones lunares, sino que también es un símbolo de influencia política. El South China Morning Post citó, por ejemplo, la decisión británica de 1884 de establecer el emplazamiento del Observatorio de Greenwich como punto base del primer meridiano. Esto no fue sólo por conveniencia, sino que también reflejaba la posición dominante de Gran Bretaña en la navegación, el comercio y la ciencia mundiales en ese momento.