Τι ώρα είναι στη Σελήνη; Γιατί όλοι το ψάχνουν

Ο αυξανόμενος αριθμός των διαστημικών αποστολών από ολοένα περισσότερες χώρες του κόσμου, την επόμενη δεκαετία καθώς και ο σχεδιασμός των πρώτων μόνιμων σεληνιακών βάσεων, θέτει ένα βασικό ερώτημα για τον συγχρονισμό τους: Τι ώρα είναι στο φεγγάρι;

Η απάντηση στο ερώτημα αυτό, δεν έχει ακόμη βρεθεί.

Σήμερα η Σελήνη δεν έχει ανεξάρτητη ώρα. Κάθε σεληνιακή αποστολή χρησιμοποιεί τη δική της ώρα, ανάλογα με τη χώρα προέλευσης, και αυτή η ώρα σχετίζεται με τη συντονισμένη παγκόσμια ώρα (UTC) που έχει πλέον αντικαταστήσει την ώρα Γκρίνουιτς (GMT). Όμως, σύμφωνα με το «Nature», αυτή η μέθοδος δεν είναι πολύ ακριβής και τα διαστημικά σκάφη που φτάνουν στο φεγγάρι δεν έχουν συγχρονισμένο χρόνο μεταξύ τους.

Το πρόβλημα συγχρονισμού θα γίνει μεγαλύτερο όταν δεν θα υπάρχουν πια στη Σελήνη μόνο λίγες ανεξάρτητες αποστολές, αλλά πολλές συνεργαζόμενες. Επίσης, οι διαστημικές υπηρεσίες θα θέλουν να χρησιμοποιούν τη δορυφορική πλοήγηση που απαιτεί πολύ ακριβή χρόνο.

Δεν είναι προφανές ποια μορφή μπορεί να έχει ένας συντονισμένος σεληνιακός χρόνος. Τα ρολόγια στη Γη και στη Σελήνη χτυπούν με διαφορετικές ταχύτητες λόγω των διαφορετικών βαρυτικών πεδίων ανάμεσα στα δύο ουράνια σώματα. Ένας μελλοντικός επίσημος σεληνιακός χρόνος μπορεί να βασίζεται σε ένα σύστημα που θα συγχρονίζεται με τον γήινο χρόνο UTC ή μπορεί να είναι ανεξάρτητος από τον χρόνο στη Γη.

Οι εκπρόσωποι των διαστημικών υπηρεσιών και των επιστημονικών φορέων έκαναν την πρώτη σχετική διεθνή συνάντησή τους για ανταλλαγή απόψεων τον Νοέμβριο του 2022 στο Κέντρο Έρευνας και Τεχνολογίας του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA) στην Ολλανδία. Όλοι συμφώνησαν ότι πρέπει γρήγορα να ληφθούν αποφάσεις. Όπως δήλωσε η Πατρίτσια Ταβέλα, επικεφαλής του Τμήματος για τον Χρόνο στο Διεθνές Γραφείο Μέτρων και Σταθμών στις Σέβρες της Γαλλίας, εάν δεν υιοθετηθεί ένας επίσημος σεληνιακός χρόνος, οι διαστημικές υπηρεσίες και οι ιδιωτικές αεροδιαστημικές εταιρείες θα βρουν και θα επιβάλουν δικές τους λύσεις.

Θα σχεδιαστεί GPS και στο φεγγάρι;

Η πιο άμεση ανάγκη για σεληνιακό χρόνο προέρχεται από τα σχέδια δημιουργίας ενός δορυφορικού συστήματος πλοήγησης για το φεγγάρι (GNSS), παρόμοιου με το GPS στη Γη, το οποίο προγραμματίζεται περίπου για το 2030. Η ESA ενέκρινε το πρόγραμμα σεληνιακής δορυφορικής πλοήγησης Moonlight και η NASA αναπτύσσει ένα παρόμοιο πρόγραμμα, το Lunar and Communications Relay and Navigation Systems.

Μέχρι σήμερα οι αποστολές στη Σελήνη βρίσκουν το γεωγραφικό στίγμα τους χρησιμοποιώντας ραδιοσήματα σταλμένα από μεγάλες κεραίες στη Γη. Όμως, στο μέλλον, με την αύξηση των αποστολών, η πλοήγηση θα γίνεται δορυφορικά.

Η αρχή θα γίνει το 2024, όταν ESA και NASA θα προσπαθήσουν να προσδιορίσουν θέσεις στο φεγγάρι χρησιμοποιώντας αχνά σήματα δορυφορικής πλοήγησης από τη Γη. Σε επόμενο στάδιο, θα τεθούν σε τροχιά γύρω από τη Σελήνη δορυφόροι (ο καθένας με το δικό του ατομικό ρολόι υψίστης ακριβείας) για να υλοποιηθεί το GNSS, δηλαδή το σεληνιακό GPS. Για αρχή, η ESA σχεδιάζει τέσσερις δορυφόρους Moonlight που θα καλύψουν την πλοήγηση στον νότιο πόλο του φεγγαριού όπου υπάρχει πολύ νερό και αποτελεί σημαντικό στόχο εξερεύνησης.

Ανοικτό παραμένει το ερώτημα αν οι αστροναύτες θα χρησιμοποιούν τον ίδιο συντονισμένο σεληνιακό χρόνο παντού στο φεγγάρι ή αν θα υπάρχουν ζώνες ώρας όπως και στη Γη. Όχι αμελητέο πρόβλημα είναι ο ίδιος ο ορισμός του σεληνιακού χρόνου από τους μετρολόγους. Σύμφωνα με την ειδική θεωρία σχετικότητας του Αϊνστάιν, τα ρολόγια «τρέχουν» πιο αργά στα ισχυρότερα βαρυτικά πεδία (π.χ. της Γης), σε σχέση με τα πιο αδύναμα (π.χ. της Σελήνης). Συνεπώς, για έναν παρατηρητή στη Γη, ένα ρολόι στο φεγγάρι θα χτυπάει πιο γρήγορα.

Το κεντρικό δίλημμα είναι αν ο σεληνιακός χρόνος θα βασίζεται στον γήινο χρόνο (UTC) ή αν θα είναι ανεξάρτητος. Στη δεύτερη περίπτωση, ακόμη κι αν χαθεί η σύνδεση με τη Γη, τα ρολόγια στη Σελήνη θα συμφωνούν μεταξύ τους και θα συνεχίσουν να επιτρέπουν την ασφαλή πλοήγηση και επικοινωνία. Αν προτιμηθεί η λύση του ανεξάρτητου χρόνου, θα αποτελέσει πρότυπο και για πιο μακρινούς πλανήτες, όταν κάποτε φθάσουν εκεί οι άνθρωποι, οπότε θα χρειαστούν π.χ. αρειανό χρόνο. Ο συντονισμός του χρόνου του Άρη με τον γήινο χρόνο UTC θα είναι ακόμη πιο δύσκολος από ό,τι ο συντονισμός του σεληνιακού με τον γήινο.

Ο καθορισμός του χρόνου μπορεί να επηρεάσει ακόμη και τις μέρες στη Σελήνη, που μπορεί να ορισθούν διαφορετικά από ό,τι στη Γη. Εξάλλου, παράλληλα με την ώρα στο φεγγάρι, προς ανάπτυξη είναι και ένα ενιαίο σεληνιακό διαδίκτυο, ως πρώτο βήμα για ένα Ίντερνετ σε επίπεδο ηλιακού συστήματος. Δεν πρόκειται για επιστημονική φαντασία.