Час на Марсі нестабільний — що виявили дослідники NIST

Учені з Національного інституту стандартів і технологій США (NIST) вперше точно підрахували, як іде час на Марсі порівняно із Землею. Вони з'ясували, що марсіанські годинники в середньому відстають або випереджають земні на соті частки мілісекунди щодня, і це критично важливо для майбутніх місій, навігації та зв'язку з Червоною планетою.

Про це йдеться у дослідженні NIST.

Як гравітація та орбіта Марса змінюють плин часу

На Землі ми звикли до точної системи відліку часу: атомні годинники, супутники GPS, швидкі телекомунікаційні мережі. Але ще Ейнштейн показав, що в різних точках Всесвіту час тече по-різному: годинники йдуть трохи швидше або повільніше залежно від сили гравітації та швидкості руху. Чим сильніше тяжіння, тим повільніше "тікають" секунди.

Фізики NIST розрахували, що на поверхні Марса годинники йтимуть у середньому на 477 мікросекунд (мільйонних часток секунди) швидше, ніж на Землі за одну добу. Проте орбіта Червоної планети сильно витягнута, а на неї додатково впливають гравітаційні поля Сонця, Землі, Місяця, Юпітера та Сатурна. Через це значення може змінюватися приблизно на 226 мікросекунд протягом марсіанського року.

Сам марсіанський день (сол) довший за земний приблизно на 40 хвилин, а рік триває близько 687 земних днів. Але для науковців важливо не лише це, а й те, як швидко минає саме кожна секунда порівняно із Землею — по суті, різниця між "часовими поясами" двох планет.

Щоб зробити точні розрахунки, дослідники вибрали на поверхні Марса умовну опорну точку, подібну до "рівня моря" на Землі. Використовуючи багаторічні дані місій на Червону планету, фізики оцінили гравітацію на Марсі, а також врахували вплив Сонця й інших тіл Сонячної системи. Для порівняння, час на Місяці йде стабільніше: там секунди минають на 56 мікросекунд швидше, ніж на Землі за добу, і ця різниця практично не змінюється.

Чому ці мікросекунди важливі для майбутнього зв'язку з Марсом

На перший погляд, сотні мікросекунд видаються незначними — це близько тисячної частки часу, за який ми встигаємо моргнути. Але для сучасних технологій такі відхилення принципові: наприклад, мережі 5G потребують точності до десятої частки мікросекунди.

Сьогодні сигнал між Землею та Марсом може йти від чотирьох до 24 хвилин і більше, тож спілкування нагадує епоху до телеграфу. Щоб у майбутньому побудувати стійкі навігаційні та комунікаційні мережі між планетами, потрібна єдина, узгоджена система часу для Землі, Місяця та Марса.

Якщо вдасться синхронізувати годинники на різних небесних тілах, зв'язок стане значно надійнішим і ближчим до майже реального часу — без втрат даних та помилок через розбіжності в часі. Це один із базових кроків до створення "інтернету Сонячної системи" та до сценаріїв, які раніше здавалися лише науковою фантастикою.

Нагадаємо, новий аналіз місячного ґрунту, доставленого китайською місією "Чан'е-6", виявив у зразках мікроскопічні частинки залізної іржі. Раніше вважалося, що на Місяці не існує умов для її утворення через брак кисню, тож знахідка змушує переглянути уявлення про хімічні процеси на його поверхні.

Також ми писали, що NASA розкриває плани створення на Місяці повноцінного поселення, придатного для постійного проживання. За прогнозами агентства, реалізувати цей амбітний проєкт можуть уже до 2035 року.