Марсианские сутки играют против нас: незаметный сбой, который станет большой проблемой

Время на Марсе идёт иначе, чем на Земле, и эта разница может оказаться важнее, чем кажется на первый взгляд. Учёные впервые точно подсчитали, насколько марсианские секунды опережают земные. Эти микроскопические расхождения способны повлиять на навигацию, связь и будущее освоение Красной планеты. Об этом сообщает ScienceDaily со ссылкой на Национальный институт стандартов и технологий США (NIST).

Когда секунды начинают расходиться

На Земле вопрос точного времени давно решён: атомные часы, спутники GPS и глобальные сети синхронизации обеспечивают практически идеальную согласованность. За пределами нашей планеты всё становится сложнее. Теория относительности Альберта Эйнштейна утверждает, что скорость течения времени зависит от силы гравитации и движения в пространстве, поэтому часы в разных уголках Солнечной системы неизбежно "идут" по-разному.

"Сейчас самое подходящее время для Луны и Марса. Мы как никогда близки к воплощению научно-фантастической идеи расширения человечества по Солнечной системе", — отметил физик NIST Биджинат Патла.

Физики из NIST рассчитали, что в среднем часы на поверхности Марса спешат на 477 микросекунд в сутки по сравнению с земными. Это значение не фиксированное: из-за вытянутой орбиты планеты и влияния других небесных тел разница может меняться в пределах 226 микросекунд в течение марсианского года. Подобная точность важна не только для теории, но и для практических задач — от автоматической посадки аппаратов до будущих пилотируемых миссий и проектов по освоению планеты, включая идеи, где бактерии могут строить дома на Марсе.

Почему Марс — особый случай

Марсианские сутки длиннее земных почти на 40 минут, а год длится 687 земных дней. Однако главная сложность кроется не в календаре, а в сравнении секунд. Атомные часы на Марсе работали бы корректно сами по себе, но при сопоставлении с земными неизбежно накапливалось бы расхождение.

Для расчётов учёные выбрали условную точку на поверхности Марса, аналогичную уровню моря на экваторе Земли. Гравитация там примерно в пять раз слабее земной, что уже ускоряет ход времени. Дополнительную роль играет орбита: Марс движется по более вытянутой траектории и сильнее подвержен влиянию Солнца, Земли, Луны и массивных планет-гигантов.

"Если для Луны разница почти постоянна — около 56 микросекунд в сутки, — то с Марсом всё иначе. Здесь мы имеем дело сразу с несколькими телами, и расчёты оказываются гораздо сложнее", — пояснил Патла.

Зачем нужна марсианская точность

Сотни микросекунд кажутся ничтожными, но для современных технологий это критично. Системы связи нового поколения требуют точности синхронизации на уровне долей микросекунды. В будущем такие же требования появятся у межпланетной навигации, автономных баз и техники, включая решения, где предлагается беспроводная зарядка для марсоходов.

Сегодня сигнал между Землёй и Марсом идёт от четырёх до 24 минут. Учёные сравнивают это с эпохой до телеграфа, когда обмен информацией занимал месяцы. Понимание того, как именно течёт время на Марсе, — важный шаг к созданию устойчивых межпланетных сетей и, в перспективе, единой системы связи в пределах всей Солнечной системы.

"Даже если до постоянных поселений на Марсе ещё десятилетия, уже сейчас полезно изучать проблемы навигации и времени. Как и GPS на Земле, будущие системы будут опираться на сверхточные часы и расчёты в рамках общей теории относительности", — подчеркнул физик NIST Нил Эшби.

В итоге работа NIST важна не только для прикладных задач космонавтики. Она даёт новый инструмент для проверки фундаментальных законов физики и помогает лучше понять, как время ведёт себя на других планетах, где каждая микросекунда может иметь значение для будущего исследований и технологий.