WIRED: Ce oră este pe Lună acum? O provocare politică despre care nimeni nu vorbește

În 2025, astronauții vor începe să se întoarcă pe Lună, construind baze și stații spațiale, punând la treabă roboți de aterizare și rovere și exploatând resurse. În această nouă eră plină de activitate lunară, ei vor trebui să se sincronizeze unii cu alții. Însă, până în prezent, nu există un sistem de fus orar sau fusuri orare convenite, iar pe Lună nu există nici GPS și nici internet.

Stabilirea acestora va necesita dezvoltarea de noi tehnologii pe Pământ care să fie implementate la 239.000 de mile distanță. Javier Ventura-Traveset, inginer la Agenția Spațială Europeană, conduce această activitate în cadrul unui proiect numit Moonlight, care are ca scop proiectarea de sateliți pentru astronauți și exploratori robotici. Moonlight și omologul său american, Lunar Communications Relay and Navigation Systems, vor sprijini programul Artemis al NASA, iar activitatea ridică câteva întrebări, anume dacă Luna ar trebui să aibă un singur fus orar – și cum ar funcționa acest lucru.

Misiunile Apollo ale NASA nu au avut nevoie de toate aceste lucruri. Câțiva astronauți au vizitat-o, și-au finalizat munca și apoi au zburat acasă. Dar planurile agențiilor spațiale pentru secolul XXI prevăd o prezență umană permanentă pe Lună, cu posibilitatea ca oameni din Europa, SUA, Japonia, China și Canada să fie acolo în același timp. „În prezent, când ai o misiune pe Lună, te sincronizezi întotdeauna cu un fus orar de pe Pământ. Dar vom avea multe misiuni în viitor, iar existența unui timp de referință comun este cu adevărat necesară”, spune Ventura-Traveset.

Acest lucru ridică provocări logistice și inginerești și dă naștere unor provocări politice și filosofice semnificative. Cât e ceasul pe Lună?

Aproape toată lumea este de acord cu definiția unei secunde. Dar acest lucru nu este foarte util atunci când vine vorba de navigarea în viața de zi cu zi. Oamenii au nevoie de bucăți mai mari de timp pentru a face lucruri precum setarea unui ceas sau funcționarea unui computer sau pentru a ști când să meargă la serviciu sau de cât timp este nevoie pentru a ajunge din punctul A în punctul B. Pe Pământ, folosim o zi de 24 de ore, bazată pe rotația planetei și pe ciclurile de lumină și întuneric, la care ritmurile noastre circadiene sunt reglate.

Dar vecinul nostru lunar se rotește mult mai încet – la fiecare 29,5 zile pământene. Acest lucru înseamnă că o anumită parte a Lunii rămâne luminată sau îndreptată în direcția opusă Soarelui pentru perioade lungi de timp. Oameni precum Ventura-Traveset trebuie să definească ce înseamnă timpul într-un loc în care multe dintre indiciile pe care le folosim pe Pământ – răsăritul și apusul soarelui, ora de vârf – nu mai sunt acolo pentru a ne ghida.

Dacă agențiile spațiale vor adopta un singur fus orar sau mai multe nu s-a decis încă, spune Ventura-Traveset. Având în vedere rotația lentă a Lunii, el crede că ar fi logic să existe mai puține zone decât cele 24 de zone de pe Pământ. Pentru el, un singur fus orar ar fi cel mai practic și mai natural: am reproduce ceva de genul Timpului Universal Coordonat, astfel încât astronauții să poată urma un ciclu de 24 de ore, așa cum fac pe Stația Spațială Internațională. Desigur, fiecare zi va fi nesincronizată cu perioadele de lumină și de întuneric ale Lunii, dar el nu crede că are sens să avem o „zi” de câteva săptămâni urmată de o „noapte” de câteva săptămâni.

Dar el remarcă un contraargument: un sistem cu 24 de zone ar permite astronauților din diferite țări să comunice mai ușor cu oamenii din regiunile lor de origine. La urma urmei, sincronizarea între corpurile cerești a fost o provocare constantă pentru operatorii misiunilor spre Marte. Ziua marțiană, sau Sol, are 24 de ore și 39 de minute. Aceasta este cu 3% mai lungă decât o zi pământeană, ceea ce a îngreunat situația pentru operatorii roverelor marțiene ale NASA, care trebuie să își petreacă viața profesională în timpul marțian și viața personală în timpul pământesc.

Munca de la distanță poate avea dezavantajele sale.

Erika Nesvold, etician spațial și autor al cărții „Off-Earth”, se întreabă și ea: cine decide ce oră este pe Lună? Aceste decizii sunt adesea tensionate din punct de vedere politic pe Pământ și s-ar putea dovedi a fi la fel și pe alte lumi. Gândiți-vă la liniile confuze ale fusurilor orare de pe planeta noastră: unele țări vaste, cum ar fi China, funcționează după o singură oră. Altele, precum Iranul, sunt decalate față de vecinii lor. Și, bineînțeles, mai există și eterna dispută privind ora de vară, care anul acesta a dat naștere la două fusuri orare rivale în Liban. Dacă se pare că agențiile spațiale din Europa și SUA impun fusuri orare lunare, spune ea, alte națiuni ar putea considera că este un pas spre colonialism pe Lună.

Efortul actual nu este complet limitat la națiunile occidentale, susține Ventura-Traveset. Pentru aceste decizii legate de timp, echipa sa colaborează cu o organizație inter-agenții care include observatori chinezi. Grupurile ESA și NASA intenționează, de asemenea, să ofere recomandări care ar putea fi discutate în cadrul Uniunii Astronomice Internaționale, ai cărei membri naționali includ fiecare națiune cu experiență spațială, a scris Joshua Finch, un purtător de cuvânt al NASA, într-un e-mail pentru WIRED.

Proiectul stabilirii orei pe Lună este legat de sistemele de navigație și de comunicare, care depind de o cronometrare precisă. La urma urmei, astronauții vor trebui să știe exact unde se află, când se află și cum să se coordoneze cu ceilalți. Pe Pământ, ne bazăm pe ceasurile atomice cu rubidiu de la bordul sistemelor de sateliți GPS al SUA sau Galileo al Europei. Semnalul de la un satelit indică atât ora, cât și locul exact în care ne aflăm.

„Dacă ceasul tău nu merge bine, vei comite o eroare”, spune Biju Patla, fizician la Institutul Național de Standarde și Tehnologie din Boulder, Colorado, al cărui ceas atomic cu cesiu servește drept standard de timp și frecvență al SUA. Câteva nanosecunde de diferență în ceea ce privește timpul pot însemna un metru întreg de diferență în ceea ce privește distanța. Acest lucru ar putea să nu conteze pentru un pieton care se uită la o hartă pe telefon, dar ar fi o mare problemă pentru un operator de rover lunar care încearcă să ocolească un bolovan sau un crater, spune el.

Aici va interveni Moonlight. Sistemul ar putea implica trei sateliți de navigație pe orbita lunară, plus unul dedicat comunicațiilor. În acest fel, mai mulți sateliți pot trimite mesaje către Pământ în orice moment, iar sistemul ar fi rezistent în cazul în care un singur orbitator se defectează. (Deoarece Luna nu are atmosferă, sateliții ar fi mai vulnerabili la furtunile solare și la alte fenomene meteorologice spațiale decât sistemele GPS sau Galileo).

Cele mai multe dintre tehnologiile necesare pentru Moonlight sunt deja disponibile, deoarece ESA și NASA au deja sateliți care orbitează în jurul Pământului. Dar proiectul Lună vine cu propriile provocări. De exemplu, dacă ar fi să plasăm un ceas atomic pe Lună și să-l comparăm cu unul identic de pe Pământ, dispozitivul lunar ar câștiga 56 de microsecunde la fiecare 24 de ore. Acest lucru ar putea afecta în cele din urmă precizia sistemelor de navigație.

Această nealiniere are loc din cauza relativității generale, datorită atracției gravitaționale mai mici a Lunii, spune Patla. Din punct de vedere tehnic, măsurarea ideală a timpului ar proveni de la un ceas atomic aflat în vidul spațiului, unde nu există gravitație. Ceasurile atomice de pe Pământ sunt afectate de gravitația planetei, dar ele reprezintă un standard cunoscut. Timpul lunar ar fi afectat de o atracție gravitațională diferită, care ar contribui la microsecundele suplimentare. Totuși, nu este o problemă uriașă: decalajul timpului lunar este previzibil și poate fi corectat.

De asemenea, există și întrebarea legată de traiectoria orbitală pe care ar trebui să o urmeze acești sateliți. Majoritatea sateliților din jurul Pământului au orbite circulare, ceea ce este util pentru o populație care este puțin numeroasă la polii planetei și răspândită la latitudini medii. Dar, în mod realist, majoritatea astronauților din următorul deceniu sau două vor fi staționați în apropierea polului sud lunar, deoarece acesta găzduiește gheață pe care oamenii vor să o exploateze. ESA analizează posibilitatea de a desfășura sateliții pe orbite eliptice, astfel încât aceștia să aibă mai mult timp la îndemâna regiunilor polare. Ulterior, agenția și partenerii săi ar putea adăuga sateliți pe orbite diferite pentru a acoperi mai bine alte zone, precum și stații terestre pentru o precizie suplimentară.

Sateliții vor folosi o frecvență diferită (banda S, la aproximativ 2 până la 2,5 megahertzi) față de cea terestră (banda L, la aproximativ 1 până la 1,6 MHz), astfel încât semnalele lor să nu interfereze cu comunicațiile de pe Pământ sau să perturbe viitoarele radiotelescoape de pe partea îndepărtată a Lunii.

ESA plănuiește să lanseze un satelit de testare tehnologică numit Lunar Pathfinder până la sfârșitul anului 2025, iar apoi să aibă gata „capacitatea operațională inițială” a Moonlight până la sfârșitul anului 2027, cu un satelit dedicat care să furnizeze servicii de comunicații limitate și un prim semnal de navigație de distanță. Constelația completă de – cel mai probabil – patru sateliți va fi operațională până la sfârșitul anului 2030.

Iar Moonlight nu va fi singur. NASA își dezvoltă propriul sistem analog, lucrând după un calendar similar. Agenția spațială chineză își planifică și ea constelația de sateliți, iar unele dintre aceste nave spațiale ar putea fi lansate până la sfârșitul anului 2024, cu scopul inițial de a sprijini Chang’e 6, o misiune de returnare a mostrelor lunare. Agenția spațială japoneză are și ea una în lucru, cu o misiune demonstrativă programată pentru 2028.

Aceste inițiative vor juca un rol fundamental în viitorul călătoriilor spațiale, spune Ventura-Traveset. Noile generații de nave spațiale, inclusiv cele comerciale, nu vor avea nevoie de antene sau sisteme de aterizare complexe și costisitoare; ele pot pur și simplu să se conecteze la acestea. „Există peste 250 de misiuni în următorii 10 ani care intenționează să meargă pe Lună”, spune el. „Trebuie să avem această infrastructură. Va fi un accelerator pentru economia lunară.”

La nivel filozofic, aceste programe reprezintă o schimbare profundă a conceptului de cronometrare, spune Nesvold. „De-a lungul celei mai mari părți a istoriei umane, am folosit spațiul pentru a ne afla timpul, inclusiv plantele și stelele și fazele lunii”, spune ea. „Abia relativ recent am venit cu această idee de tehnologie a ceasului, care ne permite să ne coordonăm unii cu alții fără să depindem de spațiu. Iar acum implementăm această tehnologie chiar pe Lună.”