2021-08-26 08:59 | 來源:科技日?qǐng)?bào) | 作者:華 凌 | [科技] 字號(hào)變大| 字號(hào)變小
???在空間科學(xué)技術(shù)中,時(shí)間系統(tǒng)是精確描述天體和衛(wèi)星運(yùn)行位置及其相互關(guān)系的重要基準(zhǔn),也是利用衛(wèi)星進(jìn)行定位的重要基準(zhǔn)。...
近日,中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)(以下簡稱中國科協(xié))在第二十三屆年會(huì)閉幕式上發(fā)布了10個(gè)對(duì)科學(xué)發(fā)展具有導(dǎo)向作用的重大科學(xué)問題,由中國計(jì)量測試學(xué)會(huì)和中國宇航學(xué)會(huì)共同推薦的中國航天科技集團(tuán)五院514所總師劉民研究員提出的“地球以外有統(tǒng)一的時(shí)間規(guī)則嗎?”問題成功入選。
地球以外有統(tǒng)一的時(shí)間規(guī)則嗎?這一疑問旨在探索地球以外廣袤宇宙的時(shí)間系統(tǒng),以航天活動(dòng)未來發(fā)展對(duì)時(shí)間統(tǒng)一的需求,總結(jié)時(shí)間歷法發(fā)展的脈絡(luò),研究空間守時(shí)系統(tǒng)技術(shù)上的可行性。
在空間科學(xué)技術(shù)中,時(shí)間系統(tǒng)是精確描述天體和衛(wèi)星運(yùn)行位置及其相互關(guān)系的重要基準(zhǔn),也是利用衛(wèi)星進(jìn)行定位的重要基準(zhǔn)。
地球上的時(shí)間規(guī)則已經(jīng)發(fā)展完善,對(duì)于統(tǒng)一時(shí)間早已形成了一套規(guī)則。
但人類探索浩瀚宇宙的腳步越走越遠(yuǎn),登陸月球、探秘火星、宇宙遨游……在人類逐夢星辰大海的征途面前,地球上的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間及其守時(shí)—授時(shí)和歷法規(guī)則,將不適用于月球、火星以及其他地外天體,如何統(tǒng)一太陽系內(nèi)的時(shí)間將成為重要問題;實(shí)現(xiàn)天體和衛(wèi)星的精準(zhǔn)定位,對(duì)地球以外、星球間精確時(shí)間信息的需求也更為迫切。
基于此,劉民提出“空間守時(shí)系統(tǒng)”。他表示,守時(shí)系統(tǒng)是用于建立和維持時(shí)間頻率基準(zhǔn),確定時(shí)刻的重要標(biāo)尺。
目前為止,人類開展的深空探測活動(dòng),如火星、木星和月球的探測活動(dòng)都自成體系,航天器除了與地面站通信外,不需要與其他系統(tǒng)開展聯(lián)系。
如果一個(gè)孤立系統(tǒng)不需要與外界比較時(shí)間的話,就沒有統(tǒng)一時(shí)間的必要。但要開展更為頻繁和常態(tài)化的空間活動(dòng),統(tǒng)一的時(shí)間就變得極為重要。
按照相對(duì)論,不同局域之間,相對(duì)速度和引力勢不同,離開地球引力勢范圍后,地球上的授時(shí)技術(shù)將不再適用。授時(shí)信號(hào)的傳輸受天體、衛(wèi)星、航天器軌道位置、運(yùn)行速度等的變化影響,延遲時(shí)間會(huì)不斷變化。不同坐標(biāo)系之間沒有同時(shí)性,時(shí)間上的不統(tǒng)一,將對(duì)判斷天體、衛(wèi)星、航天器乃至未來空間交通運(yùn)輸工具的位置信息和運(yùn)行信息帶來重要影響。
“未來人類空間活動(dòng)需要航天器相互協(xié)作,月球基地、火星基地之間建立互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),就應(yīng)該在不同局域坐標(biāo)系之間建立統(tǒng)一時(shí)間的規(guī)則,這就是空間守時(shí)系統(tǒng)要解決的問題。”劉民介紹。
按照劉民的觀點(diǎn),空間守時(shí)系統(tǒng)是建立在太陽系質(zhì)心坐標(biāo)系上,以國際單位SI秒為基礎(chǔ),用銫原子鐘測量原時(shí),用脈沖星統(tǒng)一坐標(biāo)時(shí),去中心化的時(shí)間測量技術(shù)和管理系統(tǒng)。
“我們率先提出了空間守時(shí)系統(tǒng)概念,用相對(duì)時(shí)間觀點(diǎn),替代絕對(duì)時(shí)間的觀點(diǎn),這項(xiàng)原始創(chuàng)新將引領(lǐng)時(shí)間規(guī)則的新變革。”劉民說。
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