英国华人论坛 如安在太空中记载时间?看似简略实际很繁杂

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据国外媒体报导,将来太空殖民者如何记载时间呢?地球上的年、月和日的时间记载形式其实不合用于火星或者月球。

7月10日,美国迷信家举行一场名为“咱们将如安在太空中办理本人”的研讨流动。以后,咱们糊口在人类超出地球、太空扩大殖民的探究时期前沿,依据最新披露的美国宇航局讲演,该机构方案2028年建造一个月球基地。这个殖民基地将使咱们可以测试到达火星所需的技术和工具,而后揭晓人类将来探究哪颗星球。

将来人类完成太空糊口首先需求解决一个问题——咱们如何记载时间。

如安在太空中记载时间,看似简略实际很繁杂

建设太空殖民基地和长时间航行存在着诸多技术障碍,例如:人类如安在太空中获得食品?咱们如何处置太空渣滓?在地球上,这些问题被以为是理所固然、屡见不鲜。将来人类完成太空糊口首先需求解决一个问题——咱们如何记载时间。

记载时间的解决办法可能很简略,带上手表或者查看日历,或者描写记载每一个天!目前人类独一全时太空基地——国内空间站就是采取这类办法记载时间,空间站任务人员根据格林威治本准时间记载时间,经过与地球放弃亲密接触,他们能够获取最新时间校准。

国内空间站一天可看到16第二天出和日落

然而太空殖民地放弃地球时间记载零碎也存在很大应战,缘故之一是疏忽本地实在性使用一种时间记载形式的操作难度较大,让宇航员遵守24小时格林威治本准时间零碎易于放弃高空管制同步,然而以地球时间规范作为宇航员太空睡眠作息,将重大影响他们天天的日夜节律,宇航员需求战胜不不乱的光线循环周期。例如:国内空间站每90分钟盘绕地球一周,所以在典型的地球24小时一地利间周期中,宇航员天天会看到16第二天出和日落。

虽然宇航员能够在太空中继续糊口几个月时间,然而宇航员在国内空间站期间存在一种非永远性,咱们知道他们不会永久在那里。在地球以外边远区域建设 的太空基地可能采取地球时间零碎和日历,同时他们可能建造一个新的人类社会,跟着时间的推移,可能需求更合适他们太空糊口的永远性解决计划。

专家提出“大流士火星历”

天文学家、科幻作家和痴迷的天文喜好者提出了一系列倡议,为潜伏的太空殖民基地建设新的计时零碎。对那些梦想在太空假寓糊口的人来说,火星具有特殊的吸引力,让人们发生足够的想象,任何假寓者将在这里长时间糊口,并造成共同的糊口零碎。航空宇宙工程师托马斯•冈加勒(Thomas Gangale)是“大流士火星历”的提出者,这是一套为了将来殖民在火星上的拓荒者而设计的新型历法,是1985年冈加勒设计的,并以本人儿子的名字“大流士”命名。之后“大流士火星历”屡次泛起在一些科幻小说中,其中包罗:科幻作家哈努•拉贾涅米(Hannu Rajaniemi)撰写的《量子小偷》、《星际迷航》系列剧中的时间考察篇章,记载了一个考察时间旅行机构的冒险阅历。

冈加勒说:“假如咱们要将人类送到火星上假寓,他们需求按照火星的天然法则来计算时间,大流士火星历传承了地球传统计时办法,而且顺应火星自转和盘绕太阳运转的法则。地球自转一次是23小时56分钟,火星自转时间稍微长一些,一个火星日是24小时40分钟,火星日的天文学单位称为‘sol’。火星环日轨道长度是地球的两倍,它盘绕太阳一周至关于687个地球日,计算为668 sols。

咱们能够将时间丈量停留在sol等级上,事实上,许多火星日历倡议采取这一点。在地球上,儒略历对每个地球日调配一个数字,从公元前4713年1月1日开始算起,作为“0天”。这使得计算以天为根底的时间表变得更为简略,就像计算食品保质期同样。

一样地,火星以sol为根底的日历计算办法类似,是从“0天”开始计算,冈加勒称,或者咱们能够假定任何火星历的开始都是以1610年1月伽利略初次望远镜观测到火星为准,或者“0天”能够与火星上其余首要里程碑事情相吻合,例如:1965年7月14日“水手4号”飞船初次飞越火星,1971年十一月27日“火星2号”飞船初次着陆火星。

冈加勒说:“然而咱们人类是有习气的植物,极可能会建设一个以咱们在地球上具有一些相反价值观和传统为核心的社会,得多天文学家并无斟酌到守时的社会方面,而是更多地专一于天文学钻研。从宇航员在太空糊口的实际登程,如何利历时间和记载时间是十分首要的。”

咱们极可能但愿使用周数和月数记载社会流动和社会经济事情:假日、生日、发薪日、周末、季度投资讲演、休假方案、农业种植方案等。冈加勒表现,他设计火星日历的初衷偏于文娱,想经过这类日历计算使火星月与卫星运转放弃同步,月球盘绕地球运转一周需求27地利间,地球1个月均匀是30天。

火卫一盘绕火星一天3次,火卫二每隔30小时盘绕火星一次,火星卫星盘绕其运转的时间过短暂,很难对一年的时间进行划分。相同,在冈加勒的火星日历中,他将一年(至关于668个地球日)分为24个月,每月有27或者28个火星日,每个月有4个周,每个周有7天,一周中的几地利间是以太阳系天体命名,火星月的命名使用了拉丁语和梵语,表现黄道12宫中的星座。

火星日和火星月的命名十分乏味,而且十分实用。经过使用不同的称号,火星殖民者能够防止将火星和地球时间混杂。冈加勒说:“在太空建设计时零碎是十分首要的,将来人类将完成太空基地与地球的贸易来往。火星礼拜二的太阳并不是老是与地球礼拜二在相反时间落下,一颗星球上的1月份可能对应于另外一颗星球上的3月份,就像火星上的一天被称为‘sol’同样,将来的太空殖民者将会想出‘月’和‘年’的不同术语称号,以便与地球零碎彻底区别开来。”

一般太空移民可能会依据本地环境而改动本人的糊口习气,冈加勒曾经对木卫一、木卫三、木卫四、木卫二和土卫六制造相应的“大流士火星历”,这些星球多是人类除火星以外的下一个太绝后哨站。关于接近地球的太空殖民者,非赢利组织LunarClock.org提倡使用月球规范时间和月球日历,每一年由十二“天”组成,这里的“天”相对于应于地球月份,每“天”以登陆月球的宇航员命名,打破了1天24小时、1个月30天的传统地球计时形式。

深空原子钟每150亿年计时误差仅1秒

其余太空殖民者必需面对一些应战,造成一个地球计时零碎的代替办法,而且可以实在守时。地球上的计时零碎是由极为不乱的原子钟作为规范参照,原子钟每150亿年计时误差仅1秒。惋惜的是,原子钟仅是冰箱个别大小。太空飞船机载计时器是使用超不乱的振荡器来计算时间,便于太空飞船布局和履行相应操作。美国宇航局深空驾驶员吉尔•塞伯尔特(Jill Seubert)说:“它们并不是真正的超级不乱,这类振荡计时器跟着时间的推移会发生误差。”

首个超不乱振荡器(USO)运用在上世纪70年代的“旅行者号”探测器,如今仍在人造卫星零碎上使用。即便是采取地球日计时形式,这些卫星也必需从新校对,以确保GPS等技术的精确性,仅差百万分之一秒就象征着GPS误差可达数百米。

目前,工程师们经过转换地球准确时间和太空飞船的超不乱振荡器时间读数,可以无效解决这一问题。然而跟着咱们进入更边远的太空区域,或者需求更多的即时操作,依然依赖地球计时形式将变得很费事。假如以光速进行计算,地球至月球仅需1秒,而地球至火星则需求4分钟至22分钟,这次要取决于两颗行星的相对于地位,它们的相对于地位会跟着轨道的变动而变动。

塞伯尔特是美国宇航局喷气推动试验室工程师团队的副首席钻研员,该试验室建造了第一个深空原子钟。他说:“当初每一个艘穿梭深空的太空飞船都由宇航员驾驶,咱们在高空上计算太空飞船的轨路途径,而后上传至太空飞船。”

太空飞船不是依赖地球通信零碎,而是本身携带原子钟,从而使它们可以放弃更准确确当地时间,反过去可计算他们本人的地位,并在没有来自地球帮忙的状况下履行太空操作。6月底,深空原子钟搭载一枚SpaceX火箭发射升空,从8月开始,喷气推动试验室迷信家将对这个原子钟进行动期1年的评价剖析,以肯定它的不乱性。

计时零碎是太空殖民糊口须要技术之一

另外,计时零碎将是太空殖民基地须要的技术之一,它将作为一种计时器,也起到本地GPS的作用。科幻电影常常显示宇航员使用带有时间记载地图屏幕的太空飞船,操控在月球或者火星外表。目前,还不具备相应的技术完成以上功用,然而深空原子钟能够提供足够准确的时间和地位,来反对实时跟踪。

迄今为止,大少数太空计时零碎设想都是基于地球现有技术,这可能不太理想,但或许太空移民者会利用太空环境来设计全新的计时零碎。咱们能够彻底废止周、月、年的计时办法,而仅仅依托本地的时间进行计算。就像《星际迷航》中使用的星历零碎或者火星sol为根底的日历零碎,或者太空殖民地更完全地将采取挪威北极小镇索玛若伊(So妹妹ary)的计时办法,彻底废止以后计时零碎,因为这里有长达几个月的黑夜和白昼延伸时代,挪威居民短少类型的“天计时”概念,继续多年短途旅行的太空旅行者或者外星球殖民者可能会阅历相似的情形。索玛若伊镇居民谢尔•奥韦•赫威汀(Kjell Ove Hveding)在承受媒体记者采访时谈到了本地共同的“计时障碍”。他说:“本地不同时节会泛起黑夜延伸的景象,但咱们不能不定时下班,即便上班了,咱们依然要遵守时间法则进行糊口。糊口教训告知我,咱们不克不及率性,咱们集体志愿无奈抉择天气好坏,太阳是不是晴朗,咱们能做的仅是倔强地生存上去。”

在太空中,太阳可能不会始终发光,然而咱们太空探究是建设在一个相反的根底之上:只有能存活上去就行!

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