Se você estiver do lado de fora do Old Corn Exchange em Bristol, verá um relógio com ponteiros de dois minutos acima da entrada. Um ponteiro está acertado para o horário de Londres, o outro para o horário de Bristol – dez minutos atrasado. Retrógrado ocorre quando o Sol ascende sobre a segunda cidade, um pouco depois da primeira cidade.
É claro que ter dois representa um problema ao planejar qualquer coisa com limites além de uma cidade. É por isso que, em 1840, a empresa britânica Great Western Railway impôs o chamado “horário ferroviário” em toda a sua rede ferroviária, estabelecendo o horário de Greenwich como o primeiro horário padronizado. É o fuso horário ainda usado no Reino Unido hoje. No entanto, como muitas cidades se recusaram a aceitar a hora estabelecida pelo Observatório Real de Greenwich, a solução foi usar ponteiros de dois minutos em vez de um. E assim surgiu o relógio de três ponteiros.
É menos provável que esse compromisso aconteça novamente em breve: a lua.
As duas principais potências espaciais, os Estados Unidos e a China, discordam sobre a hora na Lua. Isso é um problema porque os especialistas dizem que os satélites de um país não serão capazes de se coordenar com naves espaciais de outro durante futuras missões espaciais – arriscando-se a acidentes.
Existe a Casa Branca foi comissionado NASA estabelece Tempo Lunar Coordenado (LTC) como hora universal na Lua, o que estabeleceria o padrão para o sistema de satélites Lunanet da NASA. Mas a China tem outras ideias.
O projeto Chang’e da China, denominado Deusa de quem voou Terra No folclore chinês, a Lua é o único projeto espacial com satélites retransmissores lunares ativos Queqiao-1 e Queqiao-2. Esses satélites retransmissores são a primeira base da largura da lua GPS O sistema poderá ser utilizado para futuras missões espaciais, o que significa que competirão com o Lunanet da NASA – e devido à forma como o GPS funciona, estes satélites precisarão de um ambiente de tempo padronizado. A China é a única potência espacial a pousar uma nave espacial no outro lado da Lua, onde os sinais de rádio da Terra são bloqueados.
Por outras palavras, enquanto os EUA ultrapassam a China em termos de missões espaciais totais, os satélites retransmissores podem dar à China uma vantagem quando se trata de instalar o primeiro sistema GPS lunar para futuras aterragens na Lua. A China também não concordou em utilizar o LTC para este sistema, levantando a possibilidade de que os padrões de cronometragem variem.
Corrida Lunar 2.0
As empresas espaciais privadas também esperam que os governos estabeleçam padrões internacionais antes de gastar dinheiro em equipamentos caros. Se a China estabelecer padrões antes dos EUA, as empresas privadas poderão oferecer investimentos aos clientes chineses, dando ao país uma vantagem sobre os concorrentes.
“Se cada um tiver os seus próprios padrões, o problema aumenta para os utilizadores e fabricantes”, diz Bijunath Patla, físico teórico do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST). “Portanto, há uma chance de cometer alguns erros, erros e trocas, e depois um acidente.”
O GPS funciona transmitindo sinais de hora dos satélites. Se os relógios dos satélites não coincidirem, mesmo que seja por um microssegundo, o posicionamento do GPS pode mudar centenas de metros. Numa aterragem de emergência, essa diferença pode ser dispendiosa ou, no caso de voos espaciais tripulados, fatal.
Se você pegar o celular no bolso ou verificar a hora no canto direito do seu laptop, a hora precisa é coordenada por centenas de relógios atômicos.
Os relógios atômicos desenvolvidos pelo NIST medem a oscilação das microondas, as oscilações ascendentes e descendentes da energia. Os átomos de césio nos relógios absorvem energia de micro-ondas apenas quando as oscilações atingem 9.192.631.770 ciclos por segundo.
Como todos os átomos de césio são idênticos, cada relógio atômico mede o mesmo segundo que qualquer outro relógio atômico. A sua descoberta superou o tempo estabelecido pelo Laboratório Real de Greenwich em 1800 e levou ao padrão universal que usamos hoje.
O Tempo Atômico Internacional foi desenvolvido a partir do relógio atômico, que foi definido pelos “relógios de treliça” ópticos e “relógios de primavera de césio” do NIST, o recentemente descoberto “Relógio atômico”Está definido para definir o padrão com mais precisão, marcando os núcleos de tório-229 de acordo com suas flutuações.
A hora em nossas telas vem de mais de 80 países que marcam a hora com seus próprios relógios atômicos. Um deles foi o Observatório Naval dos EUA, que submeteu a hora dos relógios atômicos em Washington DC e no Colorado à Organização Internacional de Cronometragem na França.
Com sede nos arredores de Paris, o Gabinete Internacional de Pesos e Medidas (BIPM) recolhe o tempo de dezenas de laboratórios científicos em todo o mundo e utiliza dados dos seus relógios atómicos para produzir um tempo médio ponderado, a que chamamos Tempo Universal Coordenado (UTC).
O BIPM envia correções para cada país, que zera seus próprios relógios para UTC. Os países transmitem essas correções aos seus satélites, que então transmitem o horário padrão às torres de celular. O resultado aparecerá em nossos telefones.
Mas embora os nossos sistemas de cronometragem sejam universais, o tempo em si não o é.
espaço tempo
O NIST afirma que se a Agência Internacional de Energia Atómica estivesse a funcionar desde o Big Bang, não teria ganho ou perdido um único segundo desde o início do Universo.
A maneira como vivenciamos o tempo depende da gravidade. A gravidade que sentimos na Terra é determinada pela massa e pelo raio do nosso planeta. Longe da gravidade da Terra, o espaço-tempo se comporta de maneira diferente.
Se um gêmeo idêntico permanecer na Terra e o outro for para um buraco negro, onde a matéria é comprimida, os dois viverão momentos diferentes. Se o gêmeo no buraco negro de alguma forma sobreviver a um relógio atômico, eles retornarão à Terra para encontrar seu gêmeo morto junto com todos que conhecem. De acordo com o relógio sobrevivente da Terra, centenas de milhões de anos teriam se passado, enquanto o relógio atômico estaria ligeiramente atrasado.
“O tempo dessa pessoa é retardado pela gravidade e o tempo dela fica mais lento”, diz Batla. “É o mesmo para a Terra e a Lua. Os relógios realmente andam rápido.”
Devido à física do espaço-tempo, torna-se difícil coordenar missões com satélites distantes da gravidade da Terra.
Na Lua, os relógios funcionam 56 microssegundos mais rápido que os relógios da Terra. Embora todos concordem com a matemática, nem todos concordam sobre quem deve dar corda no relógio.
Devido à diferença, as potências espaciais devem concordar em mudar para UTC ou uma diferença equivalente que funcione em satélites que coordenam missões espaciais. Sem acordo, os dispositivos de engenharia que dependem de GPS poderão divergir e as missões poderão tornar-se perigosas nos próximos anos, especialmente com o aumento planeado de aterragens espaciais.
Com o objetivo de pousar uma tripulação na lua 2030A agência espacial chinesa planeia estabelecer uma base lunar até 2035, a partir da qual poderão ser preparadas operações de mineração de asteróides ou futuras missões a Marte. Os relógios atômicos em Marte funcionam mais rápido em cerca de 477 microssegundos por dia, o que leva a uma sugestão. Fuso horário de terça-feira. Mas Patla diz que o fuso horário separado para Marte pode ser mais complicado.
Já era hora
Quase todas as forças espaciais têm como alvo o pólo sul da Lua, onde cargas de água congelada podem ser transformadas em hidrogénio para utilização como combustível de foguetes para futuras missões espaciais. O lançamento da Lua consome menos combustível do que o lançamento da atmosfera da Terra, embora nenhuma tentativa tenha sido feita para lançar foguetes na Lua.
Mas o pólo sul da Lua está marcado por crateras de impacto e montanhas irregulares, tornando a aterrissagem lá extremamente perigosa. Num momento histórico, a Índia é o primeiro país Aterre uma nave espacial em 2023 – e centenas de lançamentos de vários países estão planeados ao longo da próxima década para alcançar o mesmo feito. À medida que estas tentativas de lançamento começam a ocorrer, é perigoso alterar os horários dos satélites em caso de emergência.
Felizmente, há mais cooperação entre agências do que alguns poderiam suspeitar. O NIST realiza check-ins com o Observatório da Montanha Roxa da China, que são puramente consultivos, segundo Patla, para que os dois países possam coordenar melhor suas atividades no espaço.
Efemérides do Tempo Lunar (ou LTE440), que poderia complementar o calendário lunar da NASA, contribui para uma transição muito mais forte entre os dois países. A matemática e a física não são controversas, um facto reconfortante para os decisores políticos, diz Patla.
“A maior parte do mundo usa o UTC, então todos têm um incentivo para escolher o melhor caminho para chegar lá”, diz Batla. “Se quisermos ter uma economia lunar e uma presença estável na Lua, os padrões ajudarão a conectar o tempo lunar ao tempo da Terra.”
