Satovi na Marsu kucaju potpuno drugačije nego na Zemlji: Sekunde tamo ne postoje, već...

Iako ova razlika deluje zanemarljivo, ona može biti od ključne važnosti u situacijama kada je potrebno precizno usklađivanje vremena između Zemlje, Meseca i Marsa, doslovno u delićima sekunde.

Ajnštajnova teorija opšte relativnosti objašnjava da vreme zavisi od mase i gravitacije, što dovodi do pojave poznate kao gravitaciona dilatacija vremena. Posmatrač iz slabijeg gravitacionog polja vidi da satovi u jačem gravitacionom polju rade sporije. Drugim rečima, što je gravitacija slabija, to vreme „teče brže“.

Kao primer, atomski satovi na GPS satelitima rade brže od satova na površini Zemlje. Razlog je kombinacija slabije gravitacije u orbiti i efekata ubrzanja, što dovodi do razlike od oko 38 mikrosekundi dnevno.

Na osnovu tih principa, naučnici NIST-a Nil Ešbi i Bidžunat Patla razvili su izuzetno precizan sistem merenja vremena za Mars.

Oni su ranije osmislili i vremenski standard za Mesec, sličan univerzalnom koordinisanom vremenu (UTC) koje se koristi na Zemlji. UTC koriste astronomi i NASA-ina Mreža za duboki svemir, a njegova preciznost meri se u pikosekundama, što je bilioniti deo sekunde.

Na površini Meseca vreme teče 56 mikrosekundi brže nego na Zemlji, zbog njegove mase i složenih gravitacionih odnosa između Sunca, Zemlje i Meseca.

Međutim, merenje vremena na Marsu znatno je komplikovanije. Kako objašnjava Patla, dok je Mesec deo sistema sa tri glavna nebeska tela, Mars uvodi četvrto, pa se mora uzeti u obzir uticaj Sunca, Zemlje, Meseca i samog Marsa.

Mars ima znatno slabiju gravitaciju od Zemlje jer poseduje svega oko desetinu Zemljine mase. Analiza podataka sa marsovskih misija pokazuje da je površinska gravitacija na Marsu čak pet puta slabija nego na Zemlji.

Uz to, Mars je udaljeniji od Sunca. Dok je Zemlja na rastojanju od jedne astronomske jedinice, Mars se nalazi na oko 1,5 astronomske jedinice, što znači da je i Sunčeva gravitacija tamo slabija. Situaciju dodatno komplikuje činjenica da Mars ima znatno izduženiju orbitu, pa tokom godine prolazi kroz veće promene gravitacionog uticaja.

Zbog svega toga, iako marsovski satovi u proseku idu 477 mikrosekundi brže dnevno, ta razlika tokom jedne marsovske godine može da se poveća ili smanji i do 266 mikrosekundi dnevno.

Marsovska godina je, pritom, znatno duža od zemaljske i traje 687 dana, dok je i dan na Marsu duži jer toj planeti treba oko 40 minuta više nego Zemlji da se okrene oko svoje ose.

Uspostavljanje ovako preciznih vremenskih sistema smatra se ključnim za buduće misije na Mars, uključujući i prvo sletanje ljudi na Crvenu planetu.

Kako ističe Ešbi, iako će možda proći decenije pre nego što Marsom počnu da se kreću ljudske ekspedicije, već sada je važno rešavati probleme navigacije i koordinacije vremena na drugim planetama i mesecima.

U narednom periodu, precizno merenje vremena van Zemlje biće od suštinskog značaja za komunikaciju, pozicioniranje i navigaciju u planiranim lunarnim i marsovskim misijama, kako državnih svemirskih agencija, tako i privatnih kompanija.

Zato je razvoj samostalnog, međupletarnog sistema za sinhronizaciju vremena jedan od ključnih koraka u budućem istraživanju svemira.

Kako zaključuje Patla, ovo istraživanje nas dovodi bliže onome što je nekada delovalo kao naučna fantastika – širenju ljudske civilizacije širom Sunčevog sistema. Studija je objavljena u časopisu The Astronomical Journal.