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探索宇宙前,需要“對一下表”

2021年08月26日 10:03  |  作者:華凌  |  來源:科技日報
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近日,中國科學技術(shù)協(xié)會(以下簡稱中國科協(xié))在第二十三屆年會閉幕式上發(fā)布了10個對科學發(fā)展具有導向作用的重大科學問題,由中國計量測試學會和中國宇航學會共同推薦的中國航天科技集團五院514所總師劉民研究員提出的“地球以外有統(tǒng)一的時間規(guī)則嗎?”問題成功入選。

地球以外有統(tǒng)一的時間規(guī)則嗎?這一疑問旨在探索地球以外廣袤宇宙的時間系統(tǒng),以航天活動未來發(fā)展對時間統(tǒng)一的需求,總結(jié)時間歷法發(fā)展的脈絡,研究空間守時系統(tǒng)技術(shù)上的可行性。

在空間科學技術(shù)中,時間系統(tǒng)是精確描述天體和衛(wèi)星運行位置及其相互關(guān)系的重要基準,也是利用衛(wèi)星進行定位的重要基準。

地球上的時間規(guī)則已經(jīng)發(fā)展完善,對于統(tǒng)一時間早已形成了一套規(guī)則。

但人類探索浩瀚宇宙的腳步越走越遠,登陸月球、探秘火星、宇宙遨游……在人類逐夢星辰大海的征途面前,地球上的標準時間及其守時—授時和歷法規(guī)則,將不適用于月球、火星以及其他地外天體,如何統(tǒng)一太陽系內(nèi)的時間將成為重要問題;實現(xiàn)天體和衛(wèi)星的精準定位,對地球以外、星球間精確時間信息的需求也更為迫切。

基于此,劉民提出“空間守時系統(tǒng)”。他表示,守時系統(tǒng)是用于建立和維持時間頻率基準,確定時刻的重要標尺。

目前為止,人類開展的深空探測活動,如火星、木星和月球的探測活動都自成體系,航天器除了與地面站通信外,不需要與其他系統(tǒng)開展聯(lián)系。

如果一個孤立系統(tǒng)不需要與外界比較時間的話,就沒有統(tǒng)一時間的必要。但要開展更為頻繁和常態(tài)化的空間活動,統(tǒng)一的時間就變得極為重要。

按照相對論,不同局域之間,相對速度和引力勢不同,離開地球引力勢范圍后,地球上的授時技術(shù)將不再適用。授時信號的傳輸受天體、衛(wèi)星、航天器軌道位置、運行速度等的變化影響,延遲時間會不斷變化。不同坐標系之間沒有同時性,時間上的不統(tǒng)一,將對判斷天體、衛(wèi)星、航天器乃至未來空間交通運輸工具的位置信息和運行信息帶來重要影響。

“未來人類空間活動需要航天器相互協(xié)作,月球基地、火星基地之間建立互聯(lián)網(wǎng)絡,就應該在不同局域坐標系之間建立統(tǒng)一時間的規(guī)則,這就是空間守時系統(tǒng)要解決的問題。”劉民介紹。

按照劉民的觀點,空間守時系統(tǒng)是建立在太陽系質(zhì)心坐標系上,以國際單位SI秒為基礎(chǔ),用銫原子鐘測量原時,用脈沖星統(tǒng)一坐標時,去中心化的時間測量技術(shù)和管理系統(tǒng)。

“我們率先提出了空間守時系統(tǒng)概念,用相對時間觀點,替代絕對時間的觀點,這項原始創(chuàng)新將引領(lǐng)時間規(guī)則的新變革。”劉民說。


編輯:魯雅靜

關(guān)鍵詞:時間 系統(tǒng) 統(tǒng)一 宇宙


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