Spolu s plány dostat na Měsíc lidskou posádku a později zde i vybudovat stálou lunární stanici se pojí také vyřešení zdánlivě banálních, pro bezchybné fungování komunikace mezi Zemí a Měsícem však naprosto esenciálních otázek. Jak má například fungovat korelace pozemského a lunárního času?
Asi každý si dokáže představit, že vnímání času na Měsíci a na Zemi pravděpodobně nebude fungovat stejně. Obě tělesa mají jinou dobu rotace nejen kolem své osy, ale také kolem Slunce. Koncept vnímání dne a noci tedy bude pro lunární astronauty značně odlišný než pro zbytek naší planety. Jak se tedy na tuto situaci co nejlépe připravit ještě dříve, než po více než 50 letech opět stane lidská noha na povrchu Měsíce? Deník Wired nedávno prezentoval nejrůznější úvahy o tom, jak by se tato problematika dala uchopit.
Proč je správné určování času na Měsíci důležité
V případě přenastavení času z pozemského na lunární přitom nehraje roli pouze asimilace samotné posádky operující na Měsíci, ale také příprava techniky na nový režim. Vzájemná synchronizace mezi zařízeními a s komunikačními systémy na Zemi totiž bude pro prvotní výzkumy klíčová. Systémy GPS, průzkumné sondy či běžné plánování misí – všechny tyto prvky jsou naprosto závislé na správném měření času.
Projekt Moonlight řeší budoucí logistiku operací na povrchu Měsíce. Zdroj: Se souhlasem ESA
Jedno z možných řešení vzájemné korelace pravděpodobně představí projekt Moonlight, který je výsledkem práce odborníků Evropské vesmírné agentury (ESA). Ten si klade za cíl vyvinout satelitní systémy a další zařízení právě pro lunární expedice. ESA tak v rámci projektu intenzivně spolupracuje s výzkumníky z NASA, konkrétně s vědci věnujícími se projektu Artemis, jehož cílem je do roku 2025 dopravit na povrch Měsíce lidskou posádku.
Bude mít Měsíc podobně jako Země časová pásma?
Dosavadní projekty společnosti NASA se případnými odchylky od měření času na Zemi příliš nezabývaly. To platí také o slavných misích Apollo, které v průběhu 60. a 70. let minulého století probíhaly a které mají na svém kontě překonání řady milníků v dobývání a objevování Měsíce. V případě misí Artemis se však jedná o mnohem delší – a v budoucnu možná i trvalé – pobyty na povrchu naší přirozené družice, a bude tedy nutné nastavit nějaká pravidla. Projekt Moonlight tak nadhodil jednoduchou otázku – jak budou fungovat časová pásma na Měsíci?
Rozdílné vnímání času na Měsíci a na Zemi představuje řadu problémů. Zdroj: Se souhlasem NASA
První myšlenkou je zavedení jednoho časového pásma pro celý Měsíc. To by se však pravděpodobně velmi brzy ukázalo jako nepraktické – i s ohledem na zkušenosti ze Země. Rozdělit Měsíc na 24 pásem podobně jako na naší planetě však také nebude příliš praktické, jelikož je těleso oproti Zemi podstatně menší. Sloučit některá pásma by však pro změnu znamenalo výraznější časové posuny při cestování mezi nimi.
Doktor Javier Ventura-Traveset, hlava projektu Moonlight, je toho názoru, že jedno časové pásmo by mohlo být snazší pro koordinaci aktivit na Měsíci se Zemí, příp. Mezinárodní vesmírnou stanicí. Díky tomu by pak na některých místech byla zkrátka několik dní tma, zatímco jinde naopak vícedenní světlo. 24 zón by však na druhou stranu astronautům z různých zemí usnadnil komunikaci s lidmi v jejich domovských regionech. Podobné potíže již řeší například operátoři sond na Marsu, kde je den o 39 minut delší než na Zemi. I tento drobný rozdíl dokáže tvořit poměrně značný psychický tlak, kterému musí řada pracovníků v NASA čelit.
Lunární den a lunární noc
Koncept měření času vychází z jasné definice vteřiny jakožto jeho základní jednotky. Z těch pak následně odvozujeme minuty, hodiny a dny. Jeden den na Měsíci pak vychází zhruba na 29,5 dne pozemského. Ruku v ruce s rozdělením časových úseků na jednotlivé dny však jde také rozlišení dne a noci. K samotnému rozlišování jednotlivých dní je zapotřebí využívat pohybů Země okolo Slunce, resp. okolo své vlastní osy.
Z lunární perspektivy jsou dny a noci výrazně odlišnější než na Zemi. Zdroj: Se souhlasem NASA
Zde však nastává problém u Měsíce, kde díky pomalejší rotaci okolo své osy a okolo Slunce může být vnímání dne a noci značně zkresleno. Jednoznačné ukazatele jako východ či západ Slunce zde tak chybí. S tímto problémem se potýkají i lidé žijící blíže k zemským pólům, kde polární dny a noci významně zkreslují běžný 24-hodinový formát času. Nyní se však do této sféry přidá jiné vesmírné těleso, kde ještě žádný jednoznačný časový formát není. Znamená to, že se tak posádka na Měsíci bude řídit lunárním dnem a nocí?
Nastavení GPS bude pro pobyt na Měsíci klíčové
Projekt Moonlight se do značné míry soustředí na vývoj navigačních a komunikačních systémů, které jsou běžně závislé na GPS. Tento systém je pak zase podobně vázán na správné určování času. Potíž ovšem nastává díky relativitě této veličiny. Čas ve vesmíru totiž běží jinak než na povrchu Země. GPS systémy se tak musí neustále seřizovat tak, aby byla zajištěna jejich přesnost. Časová odchylka – byť jen několika nanosekund – může znamenat odchylku celého metru. Pro průzkum neznámého povrchu Měsíce přitom hrají roli centimetry.
O správné určování polohy na Zemi se stará družicový systém GPS. Lze podobnou technologii aplikovat i na Měsíc? Zdroj: Se souhlasem NASA
Za každý den na planetě Zemi uběhne na Měsíci 24 hodin a 56 mikrosekund. I tento jev má na svědomí relativní povaha času, resp. nižší gravitační síla Měsíce, která zde působí. Atomové hodiny, které jsou na povrchu Země považovány za standard, by tak na povrchu Měsíce běžely jinak.
Družicový systém z dílny Moonlight by tak měl zahrnovat celkem čtyři satelity – tři budou sloužit k navigaci po povrchu Měsíce, čtvrtý pak bude komunikovat se Zemí a korigovat přesný čas.
Kdy padne definitivní rozhodnutí
Debaty nad stanovením pravidel pro měření času na Měsíci zatím neprobíhají. Vše se bude pravděpodobně odvíjet od výsledků série misí agentury ESA, která chce v roce 2025 otestovat úvahy projektu Moonlight v praxi. Sonda Lunar Pathfinder, která bude v rámci této mise vypuštěna, by pak po dobu dvou let měla zaznamenávat všechna klíčová data, která budou podkladem pro první jasné závěry. Dojde také k prvním testům navigačních a komunikačních systémů, které Moonlight pro lunární posádku připravuje. Celý systém by pak mohl být funkční zhruba v roce 2030.
