Relógio atômico

A NASA foi encarregada de determinar um fuso horário padrão para a lua, mas é mais complicado do que você imagina.

O governo dos Estados Unidos encarregou a sua agência espacial, a NASA, de estabelecer um fuso horário padrão para a Lua, que será conhecido como Tempo Lunar Coordenado (CLT).

Num memorando emitido em 2 de abril, o Escritório de Política Científica e Tecnológica dos EUA (OSTP) declarou: “As agências federais desenvolverão a padronização do tempo celestial com foco inicial na superfície lunar e nas missões operando no espaço Cislunar (a área dentro da órbita da Lua). ), com rastreabilidade suficiente para apoiar missões a outros corpos celestes.” “Rastreabilidade” significa que o CLT pode ser mantido sincronizado com os fusos horários da Terra.

O memorando descreveu os seguintes recursos para o novo CLT:

  • Rastreabilidade ao Tempo Universal Coordenado (UTC – um compromisso para falantes de inglês e francês);
  • Precisão suficiente para apoiar a navegação e a ciência de precisão;
  • Resiliência à perda de contato com a Terra (o que significa que o CLT pode operar independentemente da Terra); e
  • Escalabilidade para ambientes espaciais além do sistema Terra-Lua (o que significa que outras estações espaciais além da Lua também poderiam usar CLT).

Não espere que seus aplicativos favoritos de fuso horário e calendário tenham CLT como opção ainda; A NASA tem até o final de 2026 para estabelecer o CLT.

Por que a lua precisa de seu próprio fuso horário?

Em termos leigos, precisamos de um sistema confiável de sincronização do “tempo lunar” com a Terra porque a gravidade mais baixa na Lua faz com que o tempo se mova um pouco mais rápido lá do que na Terra – apenas 58,7 microssegundos (há 1 milhão de microssegundos em um único segundo) mais rápido dentro a cada 24 horas terrestres.

Isto não é ficção científica, embora seja uma característica principal dos sucessos de bilheteria de Hollywood, como Interestelar. Conhecida como “dilatação do tempo gravitacional”, a passagem do tempo é impactada pela gravidade.

Embora pequenas, essas discrepâncias de tempo podem causar problemas na sincronização de satélites e estações espaciais em órbita lunar.

Um funcionário não identificado do OSTP disse à Reuters: “Imagine se o mundo não estivesse sincronizando seus relógios no mesmo horário – quão perturbador isso poderia ser e quão desafiadoras as coisas do dia a dia se tornariam”.

Como saberíamos a hora na lua?

A Terra usa UTC ou Tempo Universal Coordenado para sincronizar fusos horários em todo o mundo. O UTC é determinado por mais de 400 relógios atômicos mantidos em “laboratórios de tempo” nacionais em cerca de 30 países ao redor do mundo. Um relógio atômico usa as vibrações dos átomos para obter extrema precisão no controle do tempo.

Relógios atômicos semelhantes seriam colocados na Lua para obter uma leitura precisa da hora.

O funcionamento interno de um relógio atômico dos EUA que marca o tempo com precisão recorde (Arquivo: Nate Phillips/NIST)

Conhecido como Posicionamento, Navegação e Cronometragem (PNT), este sistema de cronometragem de precisão permite que os sistemas de comunicação meçam e mantenham a cronometragem precisa. A Ordnance Survey, organização britânica que produz mapas desde 1791, explica que o PNT tem três elementos principais:

  • Posicionamento – a capacidade de determinar com precisão a própria localização e orientação, predominantemente bidimensional num mapa impresso, embora a orientação tridimensional possa ser determinada quando necessário.
  • Navegação – a capacidade de determinar a posição atual e desejada (relativa ou absoluta) e aplicar correções ao curso, orientação e velocidade para alcançar uma posição desejada de qualquer lugar do mundo, desde a subsuperfície (abaixo da superfície da Terra) até superfície e da superfície para o espaço.
  • Cronometragem – a capacidade de manter a hora exata e precisa de qualquer lugar do mundo.

A NASA tem planos para fusos horários em outras partes do espaço sideral?

Embora não tenha havido menção a fusos horários em outros planetas, em 2019, a missão Deep Space Atomic Clock (DSAC) da NASA testou um relógio atômico para melhorar a navegação de espaçonaves no espaço profundo. A missão DSAC, no foguete Falcon Heavy da SpaceX, foi lançada em 22 de junho de 2019. O foguete testou o relógio atômico na órbita da Terra durante um ano.

Normalmente, as espaçonaves mantêm o tempo preciso enviando sinais para os relógios atômicos da Terra e então o sinal é enviado de volta para a espaçonave. Nesta missão, o relógio atómico a bordo foi testado para manter a hora precisa sem depender desta comunicação bidirecional entre a nave espacial e os relógios atómicos da Terra. A precisão do tempo está ligada à obtenção de um posicionamento preciso, ao mesmo tempo que ajuda a espaçonave a chegar com sucesso ao local pretendido no espaço.

Como explica o Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, o centro de exploração robótica do sistema solar: “Um sistema bidirecional que envia um sinal da Terra para uma espaçonave, de volta à Terra e depois para a espaçonave novamente levaria em média 40 minutos. . Imagine se o GPS do seu telefone demorasse 40 minutos para calcular sua posição. Você pode perder sua vez ou ter várias saídas na rodovia antes que ela o alcance. Se os humanos viajassem para o Planeta Vermelho (Marte), seria melhor se o sistema fosse unidirecional, permitindo aos exploradores determinar imediatamente a sua posição atual, em vez de esperar que essa informação voltasse da Terra.”

A missão terminou com sucesso em 2021, com o relógio atômico de bordo mantendo a cronometragem e o posicionamento de navegação corretos.

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