NASA, Ay’da ve cislunar bölgedeki çalışmalarda senkronizasyon sapmalarını önlemek için yeni bir zaman ölçüm sistemi geliştirdi.
İnsanlığın Ay’da kalıcı bir varlık göstermesi artık bilimkurgu olmaktan çıkarak gerçek bir mühendislik ve bilim problemi haline geliyor. Bu dönüşümün önemli bir parçası, Ay’da zamanın ölçülmesi için yeni bir sistem oluşturmak. NASA’nın Jet İtki Laboratuvarı (JPL) araştırmacıları, bu doğrultuda Ay için bağımsız bir zaman sistemi geliştirmek için çalışıyor.
JPL’den astrofizikçi Prof. Slava Turyshev ve ekibinin geliştirdiği bu yeni zaman sistemi, relativistik (göreli) dönüşüm prensiplerine dayanıyor. Geliştirilen zaman sistemine ait detaylar 31 Ocak 2024’te makale olarak arXiv’a yüklendi. Henüz hakemli bir dergide yayınlanmadı. Çalışma, Dünya ve Ay arasındaki zaman farklarının nedenlerini, bu farkların ölçülmesini ve yönetilmesini sağlayan yöntemleri ortaya koyuyor.
Zaman başka bir yerde nasıl farklı işliyor?
Görelilik teorisine göre, zamanın akışı kütle çekim kuvvetine ve hareketin göreceli hızına bağlı olarak değişiyor. Ay’daki kütle çekim gücü Dünya’ya göre daha zayıf olduğu için, Ay yüzeyindeki bir saat Dünya’daki bir saate göre daha hızlı çalışıyor. Bunun anlamı, bir Ay astronotu Dünya’daki bir saate baktığında, bu saatin günlük olarak yaklaşık 56 mikro saniye geri kaldığını görüyor.
Bu küçük gibi görünen fark, uzay görevlerinin planlanmasında ve yönetilmesinde büyük sorunlara yol açabiliyor. NASA’nın Artemis programı kapsamında Ay’a kurulacak Artemis Üs Kampı gibi projelerde, görevlerin ve iletişim sistemlerinin hassas bir şekilde senkronize edilmesi gerekiyor. Turyshev ve ekibi, bu nedenle “Ay Saati” (Lunar Timescale – LT) ve “Ay Merkezli Koordinat Referans Sistemi” (Lunicentric Coordinate Reference System – LCRS) olarak adlandırılan yeni sistemler geliştirdi.
Yeni çalışma, Dünya ve Ay arasındaki zaman farklarını ölçmek ve düzenlemek için relativistik dönüşüm hesaplamalarına odaklanıyor. Araştırmacılar, Uluslararası Astronomi Birliği’nin (IAU) Terrestrial Time (TT) ile Barycentric Dynamical Time (TDB) arasındaki dönüşümler için geliştirdiği çözünürlüklerden yola çıkarak Ay’a özgü bir zaman ölçeği geliştirdi. Bu dönüşüm, TT ve TL arasındaki farkın 56,0256 mikro saniye/gün olduğunu ortaya koyuyor. Ayrıca Ay’ın yörüngesindeki hareketlerden kaynaklanan periyodik dalgalanmaların en büyük genişliğinin 0,47 mikro saniye olduğu belirtiliyor.
Bu dönüşümler, NASA’nın ephemeris üretim yazılımına entegre edilerek, Ay’da zaman hesaplamalarını daha hassas hale getirecek. Geliştirilen modeller, Ay yüzeyinde sub-nanosaniye hassasiyetinde zaman ölçümü sağlarken, görevlerin planlanmasında güvenilirlik sunacak.
Turyshev’e göre, geliştirilen zaman sistemi yalnızca bilimsel ve mühendislik uygulamaları için değil, aynı zamanda gelecekteki ticari faaliyetler için de kritik bir öneme sahip. Turyshec Ay yüzeyinde madencilik, enerji üretimi ve diğer ticari aktivitelerin yürütülebilmesi için bağımsız bir zaman sisteminin şart olduğunu vurguluyor.
Artemis görevlerinin ötesinde, Ay’da kurulacak kalıcı yerleşimler için de zaman sisteminin standartlaştırılması gerekiyor. Bu, yalnızca navigasyon ve iletişim için değil, aynı zamanda farklı görevlerin senkronize bir biçimde yürütülmesi için de gerekli görülüyor.
Ancak bu yeni zaman sistemi, Dünya’daki zaman dilimlerine benzer bir uygulama sunmayacak. Ay saatinin, Dünya’daki bir saate birebir uyarlanması, relativistik sapmalar nedeniyle mümkün değil. Örneğin 12:00 EST Dünya’da sabitken, Ay’da göreceli bir kayma yaşanıyor olacak. Ancak bu sapma küçük olduğu için, pratikte görev bazlı senkronizasyonlarla yönetilebilecek.
JPL ekibi, Ay’daki zaman hesaplamalarını geliştirmek için NASA’nın Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) görevinden elde edilen verileri kullandı. GRAIL, Ay’ın yüzeyini ve kütle çekim alanını detaylı bir şekilde haritalayarak, “mascon” adı verilen yerel kütle çekim anomalilerinin etkilerini anlamayı sağladı.
Bunun yanı sıra Lunar Laser Ranging (LLR) projesinden elde edilen milimetre düzeyindeki mesafe ölçümleri de Ay ve Dünya arasındaki zaman farklarının hassas bir şekilde modellenmesine katkıda bulundu.
NASA’nın bu çalışması, yalnızca Ay keşfi için değil, aynı zamanda cislunar uzayda, yani Dünya ve Ay arasındaki bölgede yapılacak tüm görevler için yeni bir çerçeve sunuyor. Zamanın hassas bir şekilde ölçülmesi ve senkronize edilmesi, uzay keşfinin temel taşlarından biri haline geliyor.
Mevcut Dünya merkezli perspektifler, Ay yüzeyi ve cislunar uzaydaki gereksinimler için yetersiz kalıyor. Bu nedenle bağımsız bir Ay koordinat ve zaman sistemi geliştirilmesi, yalnızca bilimsel hedefler için değil, aynı zamanda insanlığın Ay’da sürdürülebilir bir varlık oluşturması için de kritik bir sistem oluşturuyor.
NASA’nın Ay için zaman sistemini standartlaştırma çalışmaları, yalnızca uzay teknolojisinin sınırlarını zorlamakla kalmıyor, aynı zamanda insanlığın yeni bir gök cismine adım atması için gereken altyapının temelini oluşturuyor.
Kaynak: arXiv
