近年、月探査が世界各国から注目を集める中、月の標準時をどのように定義するかが科学界の新たな関心事となっています。 1月12日の香港のサウスチャイナ・モーニング・ポストの報道によると、中国科学院紫山天文台は先月、世界初の「月測時ソフトウェア」を正式にリリースし、月と地球の時間の正確な変換を達成した。
一般相対性理論によれば、月の重力は地球の約 6 分の 1 しかないため、月では地球よりも時間が速く進み、1 日あたり約 56 マイクロ秒になります。これらの小さな誤差が積み重なると、正確なタイミングが必要な宇宙ミッションに重大な影響を与える可能性があります。
月と地球の間の時間変換の問題を解決するために、パープル マウンテン天文台の研究者たちは、月の弱い重力と宇宙での月の動きを考慮したモデルを構築しました。これにより、月での出来事が地球上の時計と正確に同期できるようになります。先月、パープルマウンテン天文台は月の時刻とカレンダーの製品LTE440を正式にリリースしました。
アメリカの宇宙飛行士マシュー・ドミニクが国際宇宙ステーションで撮影した月の写真
中国科学院によると、月の標準時の定義と構築における重要なつながりの 1 つは、月の座標時間と太陽系の質量中心の機械時間との対応を明確にすることです。その結果、月の標準時を地球時間および協定世界時に変換でき、地球時間に遡らなければならないという国際度量衡局の月の標準時の定義を満たすことができます。
ただし、月の座標時間と重心機械時間の間の変換は、月の非常に複雑な多体の運動と、太陽系のすべての天体によって月に及ぼされる動的重力場によって決まります。既存の国際換算式はいずれも級数近似理論を使用しているため、計算結果の精度が低く、計算処理が煩雑で、直接利用できる製品がありません。
この目的を達成するために、研究チームは太陽、惑星、メインベルト小惑星、カイパーベルト天体の最も正確な軌道情報を使用して、月の座標時間と重心機械時間の正確な変換を達成しました。累積誤差は1000年経っても200万分の1秒を超えません。研究チームはさらに、ユーザーがわずか 1 ステップで月座標の正確な変換結果を取得できる、エンドツーエンドのソフトウェア パッケージ製品を開発しました。
関連する研究結果は、「Astronomy and Astrophysics」誌に掲載されています。
米国のハーバード・スミソニアン天体物理学センターの天文学者ジョナサン・マクダウェル氏は、月の時刻の決定は工学的に真のニーズになりつつあり、これまでのように地球時間に基づいてケースバイケースで対処することはもはやできないと述べた。
同氏は、宇宙船のナビゲーションシステムではマイクロ秒レベルの誤差が重大な影響を及ぼす可能性があり、それによって分単位の時間スケールでの計算結果に影響を及ぼす可能性があると指摘した。 「月面で GPS のようなシステムを使用したい場合は、特に正確な着陸位置のために、数年以内に必要になるかもしれませんが、この問題を解決する方法を見つける必要があります。」
マクダウェル氏は、米国でも同様の研究が行われているが、直接使用できる「月測時ソフトウェア」については聞いたことがない、と述べた。 「これは中国が月を重視しており、月関連の研究を非常にオープンに共有していることを反映している」と同氏は述べた。
サウスチャイナ・モーニング・ポストは、かつては月探査ミッションの数が非常に少なかったため、時間誤差の問題はほとんど「無関係」であり、技術者は地球時間に基づいて必要に応じて各ミッションを個別に修正できたと述べた。しかし、月探査が世界の航空宇宙分野の焦点となるにつれ、将来的にはますます多くの宇宙船、さらには有人宇宙船が月に行くことになり、エラーの問題に対処するために一時的な解決策を使用することは困難になるでしょう。
さらに、時間基準の設定は、月面ミッションを調整する上で重要であるだけでなく、政治的影響力の象徴でもあります。サウスチャイナ・モーニング・ポストは、例えば、グリニッジ天文台の敷地を本初子午線の基点に設定するという1884年の英国の決定を引用した。これは利便性のためだけでなく、当時の世界の航海、貿易、科学における英国の支配的な地位を反映していました。