Ecco perché gli scienziati vogliono inviare orologi sulla Luna. Una rinnovata corsa allo spazio ha spinto gli Stati Uniti, e i suoi alleati, nonché la Cina, alla creazione di insediamenti permanenti sulla Luna. Sulla superficie lunare, un giorno terrestre sarebbe più corto di circa 56 microsecondi rispetto al nostro pianeta. Poterebbe sembrare un numero irrisorio, ma è una cifra che può portare a notevoli incongruenze nel tempo.
Gli scienziati non stanno solo cercando di creare un nuovo “fuso orario” sulla Luna, come alcuni titoli hanno suggerito. L’agenzia spaziale e i suoi partner stanno cercando di creare una “scala temporale” o un sistema di misurazione completamente nuovo che tenga conto del fatto che i secondi scorrono più velocemente sulla Luna. Questo secondo Cheryl Gramling, responsabile della posizione lunare, della navigazione, della tempistica e degli standard per la NASA.
L’obiettivo dell’agenzia è collaborare con partner internazionali per elaborare un nuovo metodo di rilevamento del tempo, in particolar modo per la Luna. I prossimi mesi, per i cronometristi di tutto il mondo, potrebbero rivelarsi cruciali per capire come misurare con precisione l’ora lunare. Ma anche per raggiungere accordi su come, quando e dove posizionare gli orologi sulla Luna.
Gli orologi, la Luna e le differenze temporali
Gli astronauti sulla Luna avranno la necessità di lasciare i loro habitat per esplorare la superficie e svolgere indagini scientifiche. Comunicheranno anche tra loro o guideranno i loro moon buggy mentre si trovano sulla superficie lunare. Cheryl Gramling ha spiegato che: “Quando si viaggia prendendo in considerazione la Luna il tempo deve essere relativo al nostro satellite”.
Se il tempo scorre in modo diverso sulle cime delle montagne rispetto alle rive dell’oceano, puoi immaginare che le cose diventino ancora più complesse man mano che ci si allontana dalla Terra. Gli astronauti sulla Stazione Spaziale Internazionale, ad esempio, sono fortunati. Questo secondo quanto affermato dal dott. Bijunath Patla, un fisico teorico presso l’US National Institute of Standards and Technology.
La stazione spaziale orbita a circa 322 chilometri sopra la superficie terrestre. Ma viaggia anche ad alta velocità, compiendo un giro attorno al pianeta 16 volte al giorno. Ciò crea un annullamento degli effetti della relatività. Per questo motivo, gli astronauti presenti sul laboratorio orbitante possono facilmente usare il tempo terrestre per rispettare i tempi.
Gli orologi e le missioni
Fortunatamente, gli scienziati hanno già decenni di esperienza nel gestire queste complessità temporali. Le sonde spaziali, ad esempio, sono dotate di orologi propri chiamati oscillatori. Cheryl Gramling ha spiegato che: “Questi strumenti hanno il loro orario. La maggior parte delle nostre operazioni per i veicoli spaziali, persino quelli che si trovano fino a Plutone o nella fascia di Kuiper, come la New Horizons, si basano su stazioni di terra che si trovano sulla Terra. Quindi tutto ciò che fanno deve essere correlato all’UTC”.
I ricercatori da 50 anni possono osservare anche gli orologi atomici installati a bordo dei satelliti GPS. Strumenti che orbitano attorno alla Terra a circa 20.200 chilometri di distanza. Ovvero circa un diciannovesimo della distanza tra il nostro pianeta e la Luna. Lo studio di questi orologi ha fornito agli scienziati un ottimo punto di partenza per effettuare ulteriori estrapolazioni. Ciò nel tentativo di stabilire una nuova scala temporale per la Luna.
Per la Luna, tuttavia, gli scienziati probabilmente non cercheranno di rallentare gli orologi. In realtà, sperano di misurare accuratamente il tempo lunare così com’è, assicurandosi anche che possa essere correlato al tempo terrestre. Lo studio ha anche cercato di stabilire con esattezza quanto siano distanti il tempo sulla Luna e quello sulla Terra. Dato che le stime oscillano tra 56 e 59 microsecondi al giorno. Gli orologi posizionati all’equatore lunare sarebbero più veloci di 56,02 microsecondi al giorno rispetto agli orologi posizionati all’equatore terrestre.
L’orologio lunare
Ciò che è certo è che si dovrà portare sulla Luna strumenti di cronometraggio di precisione. Chi pagherà esattamente gli orologi lunari, che tipo di orologi saranno installati e dove saranno posizionati sono tutte domande che restano in sospeso.
Gli orologi atomici sono ottimi per la stabilità a lungo termine, mentre gli oscillatori a cristallo sono avvantaggiati per la stabilità a breve termine. Orologi di vario tipo potrebbero essere collocati all’interno dei satelliti che orbitano attorno alla Luna. Oppure, nei punti precisi della superficie lunare che un giorno gli astronauti visiteranno.
Per quanto riguarda il prezzo, secondo Cheryl Gramling un orologio atomico, adatto ad un viaggio nello spazio, potrebbe costare circa qualche milione di dollari. Mentre gli oscillatori a cristallo sono notevolmente più economici. Una rete di orologi sulla Luna potrebbe lavorare all’unisono per stabilire la nuova scala temporale lunare, proprio come fanno gli orologi atomici per l’UTC sulla Terra. Non ci saranno fusi orari diversi sulla Luna. La nuova scala temporale costituirebbe la base di un’intera rete lunare, che la NASA e i suoi alleati hanno soprannominato LunaNet.
Conclusioni
Un orologio preciso è una questione. Ma come i futuri astronauti, che vivranno e lavoreranno sulla superficie lunare, sperimenteranno il tempo è una questione completamente diversa. Sulla Terra, il nostro senso di un giorno è governato dal fatto che il pianeta completa una rotazione ogni 24 ore. Ciò crea alla maggior parte dei luoghi un ciclo costante di luce diurna e notti buie.
Sulla Luna, tuttavia, l’equatore riceve circa 14 giorni di luce solare seguiti da 14 giorni di buio. La precisione nella misurazione del tempo è importante, non solo per comprendere scientificamente il passare del tempo sulla Luna, ma anche per allestire tutte le infrastrutture necessarie allo svolgimento delle missioni.
Il bello di creare una scala temporale partendo da zero, secondo Cheryl Gramling, è che gli scienziati possono prendere tutto ciò che hanno imparato sulla misurazione del tempo sulla Terra e applicarlo ad un nuovo sistema sulla Luna. Cheryl Gramling conclude spiegando che: “Stiamo valutando attentamente di realizzare questa missione sulla Luna, imparando tutto ciò che possiamo sapere. In modo da essere pronti a fare la stessa cosa su Marte o altri corpi celesti in futuro”.
FONTE:
https://edition.cnn.com/2024/05/30/science/lunar-time-zone-scale-nasa-artemis-scn/index.html
