Физици изчислиха точното време на Марс

Физици от Националния институт по стандарти и технологии в САЩ за първи път изчислиха с висока прецизност разликата в хода на времето между Земята и Марс.

Според техните данни атомните часовници на Червената планета ще изпреварват земните средно с 477 микросекунди на денонощие.

Това изчисление е ключово за създаването на точни навигационни и комуникационни системи за бъдещите космически мисии.

Защо времето на Марс тече по-бързо

Ефектът се обяснява със законите на физиката. В своята обща теория на относителността Алберт Айнщайн показва, че времето зависи от гравитацията: колкото по-масивно е едно небесно тяло, толкова по-бавно тече времето в негово близко обкръжение.

Земята е по-тежка от Марс и има по-силно гравитационно поле, поради което часовниците на нашата планета „закъсняват“. На Марс гравитацията е пет пъти по-слаба, което води до ускоряване на времето.

Проблемът: разликата не е постоянна

Най-голямото предизвикателство пред учените е, че тази разлика във времето се променя.

Марс се движи около Слънцето по силно елиптична орбита. Скоростта и разстоянието му до Слънцето непрекъснато варират, а върху него оказват влияние и други масивни тела – основно Юпитер и Сатурн.

Затова отклонението не е стабилно: през марсианската година то може да се изменя с плюс или минус 226 микросекунди спрямо средната стойност.

За да стигнат до точен резултат, учените трябвало да вземат предвид гравитационното влияние на Слънцето, Земята и Луната едновременно и да решат сложна математическа задача.

Подобни изчисления вече бяха правени за Луната

Там ситуацията е много по-проста: заради стабилната лунна орбита времето на нейна повърхност изпреварва земното с 56 микросекунди на ден.

С Марс обаче работата е значително по-трудна именно заради неговото непостоянно движение и колебанията в гравитационния потенциал.

За ежедневието човек не би усетил подобни разлики. 477 микросекунди са около хиляда пъти по-малко време от нужното за едно мигване.

Но за сложната електроника и космическата навигация това е огромна стойност.

Съвременните комуникационни системи и мрежите от типа 5G изискват точност до 0.1 микросекунда. Ако разликата между земното и марсианското време не бъде отчетена, навигационните системи бързо ще започнат да грешат, което може да бъде опасно при кацане на апарати или движение на ровери.

Значение за бъдещите мисии

В момента радиосигналът между Земята и Марс пътува за между 4 и 24 минути според разположението на планетите. Без прецизна синхронизация на часовниците надеждната комуникация е невъзможна.

Създаването на единен стандарт за време между Земята и Марс ще позволи изграждането на стабилна междупланетна мрежа, подобна на интернет.

Това ще помогне както на роботите, така и на бъдещите астронавти по-точно да определят местоположението си на повърхността на Марс — както днес правим на Земята чрез GPS.