上海
【文/观察者网 陈思佳】近年来，随着月球探索受到世界各国的重视，如何定义月球标准时间成为科学界关注的新问题。据香港《南华早报》1月12日报道，中国科学院紫金山天文台上个月正式发布了全球首款“月球计时软件”，实现了月球与地球时间的精确转换。
根据广义相对论，由于月球的引力仅为地球的约六分之一，月球上的时间走得比地球更快，每天快大约56微秒。这些微小的误差积累起来，足以对需要精确计时的航天任务产生严重影响。
为解决月球与地球时间转换的问题，紫金山天文台的科研人员构建了一个模型，同时考虑了月球较弱的引力及其在太空中的运动，使月球上的事件能够与地球上的时钟准确同步。上个月，紫金山天文台正式发布了月球时间历表产品LTE440。
美国宇航员马修·多米尼克在国际空间站拍摄的月球照片
据中国科学院方面介绍，定义和构建月球标准时间的关键环节之一，是明确月球坐标时与太阳系质心力学时之间的对应关系。由此，月球标准时间才能与地球时、协调世界时相互转换，满足国际计量局关于月球标准时间必须与地球时间具有可回溯性的定义准则。
然而，月球坐标时与质心力学时之间的转换，是由月球极为复杂的多体运动，以及太阳系中所有天体施加在月球上的动态引力场共同决定的。国际上现有的转换公式均采用级数近似理论，导致计算结果精度低、计算过程繁琐，且缺少可直接使用的产品。
为此，研究团队利用目前精度最高的太阳、行星、主带小行星和柯伊伯带天体的轨道信息，实现了月球坐标时与质心力学时的精确转换，其累积误差即使在1000年后也不超过1/20000000秒。研究团队进一步开发了端到端的软件包产品，用户仅需一步操作即可获得月球坐标时的精确转换结果。
相关研究成果已发表在期刊《天文学和天体物理学》上。
美国哈佛-史密松森天体物理中心的天文学家乔纳森·麦克道尔（Jonathan McDowell）称，月球时间测定正成为一种真正的工程需求，不再像过去那样可以依照地球时间逐个处理。
他指出，在航天器的导航系统中，微秒级的误差都可能产生显著影响，进而在以分钟为单位的时间尺度上影响计算结果，“如果你想要在月球上使用类似GPS的系统——我们可能几年内就会有需要，尤其是用于精确着陆位置，你就得想办法解决这个问题。”
麦克道尔表示，虽然美国也在进行类似的工作，但他还没有听说过可直接使用的“月球计时软件”。他说：“这反映出中国对月球的重视，并且在分享与月球相关的研究方面非常开放。”
《南华早报》称，在过去，月球任务的数量很少，时间误差的问题几乎“无关紧要”，工程师可以根据地球时间按需要单独修正每个任务。但随着月球探索成为世界航天领域关注的焦点，未来将会有越来越多的航天器乃至载人飞船前往月球，届时很难再用临时解决方案应对误差问题。
此外，制定时间标准不仅对协调月球任务非常重要，同时也是政治影响力的象征。《南华早报》举例称，英国1884年决定将格林尼治天文台所在地设置为本初子午线的基准点，不仅是为了方便，而且还反映了当时英国在世界航海、贸易和科学等领域的主导地位。
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