NASAは人類が月で生活できるよう新しい時計を調整中

NASA ジェット推進研究所 (JPL) の研究者らは、月時間を計測する新しいシステムを計算しました。ほとんどの人々の日常スケジュールには必要ありませんが、地球上の時間と比較して月面の時間を確定することは、月での恒久的な人類の居住を実現するために不可欠です。

今年初め、バイデン政権はNASAに協定月時刻（LTC）の計算作業を開始するよう指示した。しかし、重力と相対性の複雑さにより、アルテミス基地キャンプの時計は地球の時計とは異なる動きをすることになる。つまり、可能な限り正確かつ確実に動くように設計されたまったく新しい時計が必要になる。フィジカル・レビューD誌に掲載予定の研究によると、この新しいシステムの鍵となるのは相対論的時間変換、通称「時間の遅れ」だ。

「私たちの研究は、地球近傍月および深宇宙環境での時間標準化というより広範な目標と概念的に一致しています」と、JPLの天体物理学者で研究の共著者であるスラヴァ・トゥリシェフ氏はポピュラーサイエンス誌に語った。「これらは、ナビゲーション、通信、科学活動のためのナノ秒未満の同期を必要とする将来の月探査ミッションの基礎となるものです。」

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1 秒の長さは、重力と相対速度によって感じ方が異なります。たとえば、月にいる宇宙飛行士が地球の時計を見ると、地球の 1 日あたり約 56 マイクロ秒遅れていることがわかります。この数字は微々たるものに思えるかもしれませんが、積み重なると大きな数字になります。そして、数十億ドル規模の月面ミッションや宇宙飛行士の命がかかっているときには、大きな問題を引き起こす可能性があります。

「これらのシステムは、月面での運用効率、科学的取り組み、将来の商業活動をサポートするために不可欠です」とトゥリシェフ氏のチームは研究で述べている。「既存の地球中心のフレームワークはこれらの要求を満たすには不十分であり、独立した月の座標と時間システムの開発が必要です。」

Universe Today の説明によると、JPL の研究者たちは、地球の時刻計測に使用されている相対性原理を月の環境に合わせて採用した。これには、月の重力が弱いために時計の針の進み方が速いこと、月の軌道上で周期的に変化する時間、月の時間に影響を与えるマスコンと呼ばれる「局所的な重力異常」などの要素が含まれる。次に、NASA の重力回復内部研究所 (GRAIL) ミッションによって収集された詳細なデータに目を向けた。2011 年に開始され、10 年にわたる GRAIL プログラムは、2 機の衛星を使用して月の表面をマッピングし、重力場を測定した。チームはまた、月と地球の軌道距離をミリメートル単位で測定した月レーザー測距 (LLR) プロジェクトから収集した情報も考慮に入れた。