56微秒的較量：中國率先破解月球計時難題香港新聞網1月13日電 近年來，隨著月球探索受到世界各國的重視，如何定義月球標準時間成為科學界關注的新問題。據港媒1月12日報道，中國科學院紫金山天文台上個月正式發布了全球首款“月球計時軟件”，實現了月球與地球時間的精確轉換。 根據廣義相對論，由於月球的引力僅為地球的約六分之一，月球上的時間走得比地球更快，每天快大約56微秒。這些微小的誤差積累起來，足以對需要精確計時的航天任務產生嚴重影響。 為解決月球與地球時間轉換的問題，紫金山天文台的科研人員構建了一個模型，同時考慮了月球較弱的引力及其在太空中的運動，使月球上的事件能够與地球上的時鐘準確同步。上個月，紫金山天文台正式發布了月球時間歷表產品LTE440。
中國科研人員製作的月球背面影像圖。新華社資料圖片 據觀察者網援引中國科學院方面介紹，定義和構建月球標準時間的關鍵環節之一，是明確月球坐標時與太陽系質心力學時之間的對應關係。由此，月球標準時間才能與地球時、協調世界時相互轉換，滿足國際計量局關於月球標準時間必須與地球時間具有可回溯性的定義準則。 然而，月球坐標時與質心力學時之間的轉換，是由月球極為複雜的多體運動，以及太陽系中所有天體施加在月球上的動態引力場共同決定的。國際上現有的轉換公式均採用級數近似理論，導致計算結果精度低、計算過程繁瑣，且缺少可直接使用的產品。 為此，研究團隊利用目前精度最高的太陽、行星、主帶小行星和柯伊伯帶天體的軌道信息，實現了月球坐標時與質心力學時的精確轉換，其累積誤差即使在1000年後也不超過1/20000000秒。研究團隊進一步開發了端到端的軟件包產品，用戶僅需一步操作即可獲得月球坐標時的精確轉換結果。 相關研究成果已發表在期刊《天文學和天體物理學》上。 美國哈佛-史密鬆森天體物理中心的天文學家喬納森·麥克道爾（Jonathan McDowell）稱，月球時間測定正成為一種真正的工程需求，不再像過去那樣可以依照地球時間逐個處理。 他指出，在航天器的導航系統中，微秒級的誤差都可能產生顯著影響，進而在以分鐘為單位的時間尺度上影響計算結果，“如果你想要在月球上使用類似GPS的系統——我們可能幾年內就會有需要，尤其是用於精確著陸位置，你就得想辦法解決這個問題。” 麥克道爾表示，雖然美國也在進行類似的工作，但他還沒有聽說過可直接使用的“月球計時軟件”。他說：“這反映出中國對月球的重視，并且在分享與月球相關的研究方面非常開放。” 《南華早報》稱，在過去，月球任務的數量很少，時間誤差的問題幾乎“無關緊要”，工程師可以根據地球時間按需要單獨修正每個任務。但隨著月球探索成為世界航天領域關注的焦點，未來將會有越來越多的航天器乃至載人飛船前往月球，屆時很難再用臨時解決方案應對誤差問題。 此外，制定時間標準不僅對協調月球任務非常重要，同時也是政治影響力的象征。據悉，英國1884年決定將格林尼治天文台所在地設置為本初子午線的基準點，不僅是為了方便，而且還反映了當時英國在世界航海、貿易和科學等領域的主導地位。（完） 【編輯：俞丹鳳】
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