Нещодавні дослідження фізиків з Національного інституту стандартів і технологій (NIST) встановили, як час на Марсі тече по-різному порівняно з Землею. Годинники на Червоній планеті бігають у середньому на 477 мікросекунд (477 мільйонних часток секунди) швидше за день, ніж годинники на Землі. Хоча на перший погляд це може здатися незначним, різниця є критичною для координації місій, які вимагають субсекундної точності на різних планетах.
Теорія відносності та уповільнення часу під дією гравітації
Різниця виникає з теорії відносності Ейнштейна, яка стверджує, що гравітація впливає на час. Сильніші гравітаційні поля уповільнюють час, а слабші дозволяють йому рухатися швидше. Більша маса Землі створює сильніший гравітаційний потяг, через що час плине повільніше, ніж на Марсі, де гравітація слабша через менший розмір планети. Цей ефект є не лише теоретичним; це вже враховано в таких системах, як супутники GPS, де атомний годинник працює швидше на орбіті через нижчу гравітацію та відносну швидкість.
Задача чотирьох тіл
Обчислення марсіанського часу є складнішим, ніж місячний час, який раніше стандартизував NIST. Час на Місяці залежить від гравітаційної взаємодії між Землею, Сонцем і Місяцем. Але Марс містить “проблему чотирьох тіл”, яка враховує Сонце, Землю, Місяць і Марс. Це пов’язано з тим, що Марс має слабшу поверхневу гравітацію (у п’ять разів меншу, ніж Земля) і більш ексцентричну орбіту, що призводить до великих коливань гравітаційного потенціалу.
Коливання марсіанського часу
Середня різниця в часі в 477 мікросекунд на добу на Марсі непостійна. Ця різниця змінюється на 266 мікросекунд на день протягом марсіанського року (який триває 687 земних днів). Це пояснюється тим, що орбіта Марса є більш еліптичною, ніж орбіта Землі, через що він відчуває значні коливання гравітаційного впливу Сонця. Крім того, марсіанські дні на 40 хвилин довші за земні.
Майбутнє міжпланетного часу
Точний час стає все більш важливим для майбутнього дослідження космосу. Оскільки пілотовані місії на Марс стають більш імовірними, точна синхронізація між Землею, Місяцем і Марсом буде критично важливою для навігації, зв’язку та виконання місії. Дослідження NIST є важливим кроком до створення масштабованої міжпланетної інфраструктури синхронізації, яка забезпечує автономну синхронізацію в усій Сонячній системі.
«Це правильний час для Місяця та Марса», — пояснює Патла. «Ми ближче, ніж будь-коли, до реалізації науково-фантастичного бачення розширення Сонячної системи».
