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欧空局确定新的“时空”

天文学与空间 2023-05-01 00:01:07

由欧洲航天局拍摄 欧空局任务控制中心的原子钟决定了新的“空间时间”

信贷:欧洲航天局 自2021年11月以来,欧空局的卫星和地面站一直运行在一个新定义的、极其精确的“ESOC时间”上

“由德国ESOC任务控制中心地下室的两个原子钟测量,这一新的时间测定将为欧空局所有任务带来广泛的操作利益,使太空中的新壮举成为可能,同时增加了我们对“现在”的全球定义

" “几点了?”你问,简单得很

“正确到小数点后多少位?”欧空局飞行任务控制答复

“相对于协调世界时(UTC),我们的原子钟现在精确到5纳秒以内

" 你走开了,也许有点恼怒

究竟为什么会有人需要知道几十亿分之一秒内的时间?好吧,如果你曾经坐过车,用过网上银行,手机,或者看过电视,你可能已经获得了原子计时的回报

从字面上看,没有时间像现在这样 正如爱因斯坦所发现的,时间是相对的;时钟上的时间取决于它移动的速度或离一个巨大物体的距离,比如它在地球表面的高度

因此,山顶上的时钟和海底的时钟读数略有不同,值得注意的是,一对孪生兄弟以不同的速度穿越太空时代,与他们最初在地球上的兄弟姐妹完全相同

正因为如此,除了你的准确位置,实际上不可能知道“现在”的确切时间

比较两个不同地点的时钟需要时间:想象一下向火星人询问红色星球上的时间——你的信息大约需要14分钟才能到达,同样的信息也需要14分钟才能得到他们的回应

当你收到他们的信息时,它已经过时了

这在几个世纪前可能并不重要,但我们的现代世界依赖于对当下的共同概念

输入,“纸张时间

" 纸张时间 在火车出现之前,不同的地方根据太阳的运动来定义自己独立的时间

当人们开始从一个地方超速行驶到另一个地方时,需要一个协调的时间,这样火车司机就不需要在从一个地区经过另一个地区时不断更新他们的时钟,乘客也知道他们到达目的地的时间

这导致了1884年“格林威治标准时间”的产生,格林威治皇家天文台从午夜开始计算平均太阳时

到了20世纪中期,原子钟揭示了冰盖融化、地震以及地壳、海洋和大气中的自然运动造成了地球绕轴旋转的时间的日常变化

1967年,协调世界时(UTC)被采用,它结合了对地球自转的测量,平均读数来自世界各地大约400个极其精确的当地原子钟

协调世界时(UTC)于1967年采用,它既使用世界各地的原子钟,也使用地球自转的测量值

它经常被闰秒调整,以解释秒的定义和地球自转之间的差异,保持世界协调时与太阳和星星的表观位置一致

信用:时区公共领域,通过维基共享 “全世界大约有90个‘时间实验室’生成世界协调时的本地实现,并对其进行持续监控,”ESOC的导航工程师兼负责项目经理埃里克·舍内曼解释道

“巴黎郊外的国际度量衡局每月都会对所有这些实验室发布的结果进行处理,以追溯计算一个加权平均值,该平均值根据国际标准时间秒的定义进行调整,并不时添加‘闰秒’来校正地球自转(UTC)

这个组合时间被定义为一个纸质时钟,因为它只存在于理论中,并且只能在事后被发现,大约有六周的延迟

" ESOC点钟 自2012年以来,欧空局在荷兰的ESTEC技术中心通过其位于荷兰诺德魏克的原子钟为世界协调时做出了贡献

现在,该机构的ESOC任务控制中心正式将其测量结果加入其中,这两个地点的综合测量结果被称为“世界协调时(欧空局)”

“ESTEC之前提供的时间是在实验室条件下,并没有被我们的地面站或任务使用

现在的主要区别是,我们生成了一个‘运行时间’,可以立即用于所有任务,没有中断,”欧空局ESOC导航支持办公室主任维尔纳·恩德勒解释说

“ESOC时间将对我们的能力产生重大影响

为我们的所有任务提供与联合技术公司的直接联系将允许重要的新功能和发展,这在以前是不可能的,”ESOC的频率和定时专家辛达·梅吉里补充道

“这真的会有很大的不同,这都归功于ESOC、ESTEC和我们地面站团队的出色工作和合作

" 时间至关重要 在许多国家,时间本身被视为关键基础设施的一部分,或者至少可以获得精确的参考时间

这一世界时间被用于天气预报,飞行员在不同时区飞行,航天器操作员在太空执行任务,以及支撑我们经济和社会的许多重要基础设施,从证券交易所到互联网

欧空局的飞行任务也将从中受益,从该机构的地球观测卫星群到像盖亚这样的轨道天文台,再到像太阳轨道飞行器这样的深空飞行任务,特别是未来的月球飞行任务

事实上,月球运行将取决于可互操作的全球导航卫星系统时间——精确的月球访问协议“现在”,允许在月球上和周围进行多任务、多用户操作

全球导航卫星系统国际委员会最近责成欧空局提出这种可相互操作的全球导航卫星系统时间的潜在概念,这种时间也可用于月球飞行任务

联合技术公司最近在ESOC做出的决定是朝着这一目标迈出的重要一步

“欧空局时间”不仅有助于提高世界范围内世界协调时的精度,还意味着无论是现在还是未来,无论是在国内还是国外,该机构的所有任务都将受益于对这个看似简单的问题“现在几点了?”的即时、准确回答

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