A tudományos közösség figyelme a Hold felé fordul, hiszen a Fehér Ház 2024 áprilisában sürgette a tudósokat, hogy dolgozzanak ki egy új holdidő-szabványt. Ennek célja a várható nagyobb nemzetközi jelenlét és a lehetséges állandó holdbázisok létesítése. Az indítvány összefonódik a NASA Artemis-program terjeszkedésével, amely új korszakot hirdet az űrkutatásban.

Ki figyeli az időt a Holdon?

Az alapvető kérdés fizikai szempontból az, hogy „Milyen gyorsan telik az idő a Holdon?” Az idő mérése a gravitációs és a mozgási feltételek függvénye, amely természetesen eltér a Földön tapasztaltaktól. Albert Einstein relativitáselméletének köszönhetően tudjuk, hogy az idő nem abszolút, hanem relatív. Két megfigyelő számára, akik eltérő sebességgel mozognak, az idő mértéke nem lesz azonos.

Az Einstein által bemutatott különbség a Föld és a Hold közötti gravitációs játéknak köszönhető, amely 56 mikrosecundumos eltérést okoz a Holdon, amely lehet, hogy nem tűnik soknak, de az űrhajós misszióknál ez már jelentős hatással bír.

Bijunath Patla, a boulderi National Institute of Standards and Technology (NIST) fizikusa hangsúlyozta, hogy a Hold gravitációs hatása és mozgása lassabbra kellene, hogy fogja a helyi órák működését, de a Földnél alacsonyabb gravitáció miatt az órák mégis gyorsabban ketyegnek. Ez a két hatás a Holdon így egy napi plusz 56 microsecundumot jelent.

Időmérés: Ki az akit a gravitáció nem érint?

Patla és Neil Ashby, fizikusaik a NASA keretein belül, már műszereikkel is behatoltak a relativitáselmélet rejtelmeibe. Az eredményeik azt mutatják, hogy a tengely mozgása és a Hold pályája miatt különbségek adódnak, amelyek pontos kalkulálása kulcsfontosságú a jövőbeli űrmissziók szempontjából.

A NASA Goddard Űrrepülési Központjának rendszermérnöke, Cheryl Gramling szintén kiemelte, hogy a modern navigációs rendszerek az órák precíz szinkronizálásán alapulnak, amelynek kaiasztikája elengedhetetlen a jövőbeli holdi expedíciók során. Az űrhajók és a roverek helyzete már egy 10 méteres körön belül ismert kell, hogy legyen, így a Hold és a Föld közötti 56 mikrosecundumos eltérés rávilágít a navigációs hibák kockázatára.

Az idő relatív, a Földön és a Holdon

Einstein egyik alapvető felismerése az volt, hogy az idő relatív, és a gravitációs hatások jelentős mértékben befolyásolják az órák ketyegését. Ezen a téren szőlőszemereket is megkülönböztethetjük, ahol a GPS műholdak a Föld különböző magasságaiból származó gravitációs eltérésekkel működnek.

A mérések sikere érdekében meg kell indítaniuk a közös munkát a nemzetközi közösség szakembereivel, hogy a jövőbeli holdidő-szabványok pontosan és megbízhatóan segíthessék a holdbeli életet. A tudományos közösség számára elengedhetetlen, hogy előkészítsenek mindent a várható felfedezésekhez a következő évtizedekben, ahogy a Hold kolónizálása szinte biztosra vehető.

Ez az első lépés megtétele segíthet abban, hogy egy napon a Hold idejét tudományos megalapozottsággal mérhessük, ami nemcsak az űrkutatás szempontjából, hanem az emberi kalandok során is már kezdetektől fontos feladat lesz.