Có cần phải thiết lập múi giờ riêng cho mặt trăng? Những thách thức mới của khám phá mặt trăng có thể đòi hỏi điều này

Với một kỷ nguyên mới về thám hiểm mặt trăng đang diễn ra và hàng chục sứ mệnh Mặt trăng được lên kế hoạch trong thập kỷ tới, nhu cầu về thời gian tham chiếu mặt trăng chung đã trở nên cấp thiết. Vì nhiều nhiệm vụ sẽ hoạt động trên và xung quanh Mặt trăng, nên chúng sẽ cần liên lạc với nhau và thiết lập vị trí của mình độc lập với Trái đất, đòi hỏi một hệ thống thời gian mặt trăng riêng biệt.

Trước đây, NASA đã đề xuất một kiến ​​trúc LunaNet bao gồm các khả năng liên lạc, điều hướng và kết nối mạng mới, mạnh mẽ hơn với dự đoán về chương trình Artemis sắp tới, chương trình sẽ đưa các phi hành gia Mỹ trở lại mặt trăng sau hơn 5 thập kỷ, bao gồm cả lần hạ cánh đầu tiên và phụ nữ đầu tiên. người da màu trên mặt trăng.

Nhưng giờ đây, Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) đã mở lời kêu gọi các công ty tư nhân đăng ký tham gia chương trình có tên “Moonlight”, liên quan đến việc phóng một đội vệ tinh lên mặt trăng với nhiệm vụ chính là cung cấp vùng phủ sóng viễn thông và điều hướng liên tục đến bề mặt mặt trăng và trở lại trái đất.

“LunaNet là một khung tiêu chuẩn, giao thức và yêu cầu giao diện được cả hai bên thống nhất sẽ cho phép các sứ mệnh mặt trăng trong tương lai hoạt động cùng nhau, về mặt khái niệm tương tự như những gì chúng ta làm trên Trái đất để sử dụng chung GPS và Galileo,” Javier Ventura-Traveset giải thích, Điều hướng của Người quản lý ESA của Light Moon, điều phối các khoản đóng góp của ESA cho LunaNet. “Bây giờ, trong bối cảnh của mặt trăng, chúng tôi có cơ hội đồng ý về cách tiếp cận khả năng tương tác của chúng tôi ngay từ đầu, trước khi hệ thống thực sự được triển khai.”

Cho biết thời gian trong tháng

Tại một cuộc họp gần đây tại trung tâm công nghệ ESTEC của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu ở Hà Lan, các cuộc thảo luận về các tài liệu tham khảo mặt trăng phổ biến đã chiếm vị trí trung tâm. Kỹ sư hệ thống định vị Pietro Giordano của ESA nhấn mạnh tầm quan trọng của việc xác định thời gian tham chiếu mặt trăng được quốc tế chấp nhận mà tất cả các hệ thống mặt trăng và người dùng có thể tham khảo, và một nỗ lực quốc tế chung hiện đang được triển khai để đạt được điều này.

Hiện tại, mỗi nhiệm vụ mới lên Mặt trăng hoạt động theo thang thời gian riêng tham chiếu đến một múi giờ cụ thể trên Trái đất, với ăng-ten không gian sâu được sử dụng để giữ cho đồng hồ bấm giờ trên tàu được đồng bộ hóa với thời gian trên mặt đất. Tuy nhiên, phương pháp này sẽ không bền vững trong môi trường của những tháng rất bận rộn sắp tới. Theo các nhà phân tích thị trường tại Northern Sky Research, khoảng 250 sứ mệnh lên Mặt trăng sẽ được thực hiện chỉ trong thập kỷ tới.

NASA và Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) đang hợp tác trong một dự án mang tính đột phá nhằm xây dựng một tiền đồn trên mặt trăng có tên là Gateway. Gateway sẽ là một trạm quỹ đạo đóng vai trò là điểm tổ chức cho cả sứ mệnh robot và phi hành đoàn khám phá cực nam của mặt trăng. Sự hợp tác này sẽ mở đường cho Moonlight, một kỷ nguyên mới trong khám phá mặt trăng.

ESA cũng đã khởi xướng dự án Lunar Pathfinder, dự án này sẽ cung cấp các dịch vụ liên lạc ban đầu cho các sứ mệnh đầu tiên của Mặt Trăng. Dự án này sẽ giúp chuẩn bị cho giai đoạn tiếp theo của Moonlight, giai đoạn này sẽ cho phép phát trực tiếp video chất lượng cao, đồng thời tăng khối lượng và tốc độ truyền dữ liệu để phân tích khoa học tốt hơn.

Dự án Lunar Pathfinder bao gồm một chỉ báo tải trọng điều hướng, lần đầu tiên cho phép định vị trên quỹ đạo mặt trăng bằng hệ thống GPS và Galileo (GPS của Châu Âu). Cuộc trình diễn tải trọng được lên kế hoạch khởi chạy từ năm 2025 trở đi và sẽ cung cấp thông tin quan trọng cho các nỗ lực khoa học trong tương lai của Gateway và đóng vai trò là tiền đề cho sáng kiến ​​Ánh trăng.

Tàu đổ bộ hậu cần cỡ lớn châu Âu của ESA, Argonaut, đang được thiết kế để cung cấp cho ngôi làng mặt trăng được đề xuất hoặc thực hiện các sứ mệnh khoa học lên bề mặt Mặt trăng. Tàu đổ bộ mặt trăng cũng được trang bị chòm sao Ánh trăng cho viễn thông và điều hướng. Khả năng điều hướng tự động và chính xác cao của các xe tự hành mặt trăng được trang bị máy thu Ánh trăng sẽ tăng cơ hội thực hiện sứ mệnh và giảm rủi ro cũng như chi phí liên quan.

Đó chỉ là một vài trong số các nhiệm vụ chính sắp tới mặt trăng. Vì các nhiệm vụ này sẽ đồng thời ở trên hoặc xung quanh mặt trăng, nên chúng cũng sẽ thường xuyên tương tác – có khả năng chuyển tiếp liên lạc, thực hiện các quan sát chung hoặc tiến hành các hoạt động điểm hẹn. Điều hướng chính xác yêu cầu tính thời gian nghiêm ngặt và thời gian tham chiếu mặt trăng thông thường là điều cần thiết để đạt được điều này.

Trong số các chủ đề tranh luận hiện nay là liệu một tổ chức duy nhất có nên chịu trách nhiệm thiết lập và duy trì thời gian mặt trăng hay không và liệu thời gian mặt trăng nên được đặt độc lập trên Mặt trăng hay giữ đồng bộ với Trái đất.

Thử thách không hề nhỏ. Ví dụ, một chiếc đồng hồ trên Mặt trăng chạy nhanh hơn đồng hồ trên mặt đất – đạt khoảng 56 micro giây hoặc một phần triệu giây mỗi ngày. Tốc độ chính xác của nó phụ thuộc vào vị trí của nó trên Mặt trăng, tích tắc khác nhau trên bề mặt mặt trăng so với từ quỹ đạo. Mỗi ngày trên Mặt trăng, tính theo Trái đất, dài 29,5 ngày.

Chúng ta có thể hy vọng sẽ vượt qua những thách thức này trong tương lai khi chúng ta bước vào một kỷ nguyên khám phá mặt trăng mới.