行业背景与需求 - 随着世界各国日益重视月球探索，如何定义月球标准时间成为科学界关注的新问题[1] - 过去月球任务数量很少，时间误差问题几乎“无关紧要”，工程师可根据地球时间单独修正每个任务[5] - 随着月球探索成为世界航天领域焦点，未来将有越来越多的航天器乃至载人飞船前往月球，临时解决方案将难以应对误差问题[5] - 月球时间测定正成为一种真正的工程需求，不再像过去那样可以依照地球时间逐个处理[3] - 制定时间标准不仅对协调月球任务非常重要，同时也是政治影响力的象征[5] 技术挑战与现有方案 - 根据广义相对论，由于月球引力仅为地球的约六分之一，月球上的时间比地球更快，每天快大约56微秒[1] - 微小的误差积累起来，足以对需要精确计时的航天任务产生严重影响[1] - 在航天器导航系统中，微秒级的误差都可能产生显著影响，进而在以分钟为单位的时间尺度上影响计算结果[4] - 定义和构建月球标准时间的关键环节之一是明确月球坐标时与太阳系质心力学时之间的对应关系[3] - 国际上现有的转换公式均采用级数近似理论，导致计算结果精度低、计算过程繁琐，且缺少可直接使用的产品[3] 公司解决方案与产品 - 中国科学院紫金山天文台上个月正式发布了全球首款“月球计时软件”，实现了月球与地球时间的精确转换[1] - 科研人员构建了一个模型，同时考虑了月球较弱的引力及其在太空中的运动，使月球上的事件能够与地球上的时钟准确同步[1] - 研究团队利用目前精度最高的太阳、行星、主带小行星和柯伊伯带天体的轨道信息，实现了月球坐标时与质心力学时的精确转换，其累积误差即使在1000年后也不超过1/20000000秒[3] - 研究团队进一步开发了端到端的软件包产品，用户仅需一步操作即可获得月球坐标时的精确转换结果[3] - 上个月，紫金山天文台正式发布了月球时间历表产品LTE440[1] - 相关研究成果已发表在期刊《天文学和天体物理学》上[3] 产品意义与行业影响 - 该软件产品解决了月球与地球时间转换的问题[1] - 美国哈佛-史密松森天体物理中心的天文学家指出，虽然美国也在进行类似工作，但尚未听说过可直接使用的“月球计时软件”[5] - 该产品反映出中国对月球的重视，并且在分享与月球相关的研究方面非常开放[5] - 该技术对于未来在月球上使用类似GPS的系统至关重要，尤其是用于精确着陆位置，可能几年内就会有此需求[4]