Kolik je právě teď hodin? Zdánlivě jednoduchá otázka ve skutečnosti vyžaduje přemýšlení nad tím, kde se právě nacházíme. Už od konce devatenáctého století je Země rozdělena na časová pásma, která k základnímu koordinovanému světovému času (UTC) přidávají/ubírají hodinu (nebo půl, i čtvrt) podle toho, kterým směrem se na zeměkouli pohybujete. Česká republika se společně s většinou EU nachází v zóně +1, tedy ve středoevropském času (CET), který letním období střídá letní část (CEST).
🕝How do we tell the time on the Moon? 🤔
— ESA (@esa) February 27, 2023
A new era of space exploration needs a shared clock.
We are working with @NASA & other international partners towards a common timing system, allowing lunar missions to synch up, interoperate & self-navigate.
👉https://t.co/0S4T2HTaBN pic.twitter.com/wubLGvLv3G
Ať už jste tedy na Zemi kdekoli, není složité se dopočítat správného čísla. Co se ale stane v případě, že zrovna budete na Měsíci? Pro krátké mise ve dvacátém století stačilo, když měli astronauté stejné časové pásmo jako jejich řídicí středisko v texaském Houstonu. Jak se ale chystají nové mise, na kterých budou spolupracovat vědci a organizace z různých částí světa, dostává se myšlenka koordinace času pro našeho nejbližšího vesmírného souseda do popředí.
Vesmírné organizace proto začaly uvažovat o tom, jak na Měsíci měřit čas. Diskuze, která začala setkáním v technologickém centru ESA ESTEC v Nizozemsku v listopadu loňského roku, je součástí širšího úsilí o dohodu o společné architektuře LunaNet, která by zahrnovala lunární komunikační a navigační služby. To znamená například vedle dohodnutí komunikace přes LTE také nutnost vyřešit zdánlivě nesmyslnou otázku: kolik je na Měsíci hodin?
Až dosud se každá nová mise na Měsíc řídila vlastním časovým měřítkem exportovaným ze Země, přičemž antény ve vesmíru sloužily k synchronizaci palubních chronometrů s pozemským časem a zároveň usnadňovaly obousměrnou komunikaci. Tento způsob práce však nebude v nadcházejícím lunárním prostředí udržitelný.
Po dokončení bude stanice Gateway otevřena pro pobyt astronautů, kteří budou zásobováni pomocí pravidelných startů NASA Artemis, a bude pokračovat návratem lidí na povrch Měsíce, který vyvrcholí vybudováním základny s posádkou poblíž jižního pólu Měsíce. Mezitím budou probíhat i četné mise bez posádky. Každá mise Artemis sama o sobě vypustí řadu lunárních satelitů CubeSat, ESA bude vypouštět svůj evropský velký logistický modul Argonaut. Tyto mise budou nejen současně na Měsíci nebo v jeho okolí, ale často budou také vzájemně komunikovat – mohou si předávat komunikaci, provádět společná pozorování i se setkávat. Je jasné, že pokud by si každý mise „přivezla vlastní čas“, jak to dělaly vlaky 19. století, celá situace by skončila obrovským zmatkem.
Bude mít Měsíc vlastní GPS?
Pokročilé operace na Měsíci, jako je například těžba nebo jiné vědecké projekty, budou vyžadovat i spolehlivý navigační systém. Přesná navigace vyžaduje důsledné měření času. Satelitní přijímač totiž určuje svou polohu tak, že převádí čas, za který k němu dorazí signály z několika družic, na vzdálenost tak, že vynásobí čas rychlostí světla. Protože pozemské systémy, jako je americký GPS nebo evropský Galileo, fungují na vlastních časových systémech, mají pevné vzájemné posuny s přesností na několik miliardtin sekundy a také vůči celosvětovému standardu UTC. Z uživatelského hlediska to zdánlivě ničemu nevadí, ale podobné odchylky se mohou stát problémem zvláště při potřebě vysoké přesnosti, například u vědeckých experimentů.
V současné době se diskutuje mimo jiné o tom, zda by za stanovení a udržování lunárního času měla být podobně odpovědná jediná organizace. A také, zda by měl být lunární čas na Měsíci stanovován nezávisle, nebo zda by měl být synchronizován se Zemí.
Tak kolik je na Měsíci hodin?
Stanovení „měsíčního časového pásma“ je přitom složitější problém, než jen určit odchylku od UTC tak, aby byli spokojení Evropané i Američané. Mezinárodní tým, který na tématu pracuje, se bude potýkat se značnými technickými problémy. Například hodiny na Měsíci běží rychleji než jejich pozemské protějšky. Denně získají přibližně 56 mikrosekund neboli miliontin sekundy. Jejich přesná rychlost závisí na jejich poloze na Měsíci, na měsíčním povrchu tikají jinak než na oběžné dráze. Způsobeno je to odlišnou gravitací Měsíce.
A jsou zde i docela přízemní problémy, například biorytmus budoucích astronautů. Na povrchu Měsíce, kde je v rovníkové oblasti každý den dlouhý 29,5 dne, včetně mrazivých čtrnácti měsíčních nocí, to bude docela výzva.
Jak ale ESA připomíná v závěru své zprávy, v průběhu lidské historie byl průzkum klíčovou hnací silou zdokonalování časomíry a geodetických referenčních modelů. A optimisticky dodává, že se toto úsilí nemusí omezovat jen na Měsíc, ale může být vztaženo i na další vesmírná tělesa.
