隨著全球新一輪登月熱潮的到來，中國科研人員發(fā)布了全球首款“月球計時軟件”，該工具可以為精準(zhǔn)導(dǎo)航和著陸提供支持。

事實上，由于月球引力比地球弱，根據(jù)愛因斯坦的廣義相對論，月球上的時鐘要比地球跑得稍快一些，每天大約快56微秒。這個差別看似微不足道，但在以公里每秒速度運動的航天器導(dǎo)航中，微秒的誤差累積起來，足以讓著陸點偏差上百米。

在過去，由于月球任務(wù)稀少，月球與地球時鐘的差異影響甚微。工程師們通常采用地球時間，并在必要時為每次任務(wù)進(jìn)行修正。但隨著多國探測器以及越來越多的宇航員將同時在月球表面和軌道工作，臨時修正已行不通了。大家迫切需要一塊可靠的“月球統(tǒng)一時間”。

為了解決這一問題，中國科學(xué)院紫金山天文臺團隊構(gòu)建了兼顧月球弱重力與空間運動的模型，實現(xiàn)月球事件與地球時鐘的精準(zhǔn)同步。

據(jù)發(fā)表在《天文學(xué)與天體物理學(xué)》12月刊的論文顯示，該方法在長達(dá)千年的觀測中仍能保持?jǐn)?shù)十納秒的精度。研究團隊還將模型封裝為即用型軟件，用戶只需一步即可比對月球與地球時間，無需復(fù)雜運算。

哈佛大學(xué)天文學(xué)家兼太空歷史學(xué)家麥克道威爾指出，月球計時正從一個依賴地球的臨時方案，轉(zhuǎn)變?yōu)檎嬲墓こ绦枨蟆Ｋf：“微秒級的微小誤差在導(dǎo)航系統(tǒng)中會迅速放大，影響分鐘級的時間計算精度，如果你想在月球上建立類似GPS的定位導(dǎo)航系統(tǒng)(未來幾年很可能實現(xiàn))，就必須解決這一問題。”

中國團隊所做的，正是將國際天文學(xué)聯(lián)合會2024年提出的“建立月球時間基準(zhǔn)”的框架構(gòu)想，率先變成了可以實操的工具。

他們首先利用月球運動的精密數(shù)據(jù)，追蹤月地時差隨時間的變化規(guī)律。隨后將這些計算整合為自動化軟件包，使用戶無需自行執(zhí)行復(fù)雜運算，即可直接比對月球與地球的時間。論文數(shù)據(jù)顯示，這個模型即使累計計算1000年，誤差也不超過兩千萬分之1秒——精度極高。

該軟件被命名為LTE440(月球時歷表的縮寫)。用戶只需要輸入一個地球時間點，軟件就能立即給出對應(yīng)的、校準(zhǔn)了引力與速度效應(yīng)的月球時間。這一步“化繁為簡”，是走向真正實用化的關(guān)鍵。

麥克道威爾表示，盡管美國等國家也有相關(guān)研究，但像這樣直接可用的解決方案還未曾出現(xiàn)?！斑@凸顯了中國對月球探索的認(rèn)真態(tài)度，以及在月球研究領(lǐng)域展現(xiàn)的開放性和實用性”。

中國團隊表示，當(dāng)前的只是初步成果，未來需擴展功能以支持實時導(dǎo)航及月球時鐘網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。