中国发布月球计时软件，推动探月进程与科研发展
【文/观察者网 陈思佳】近年来，随着月球探索成为全球各国关注的焦点，如何确立一套适用于月球的标准化时间体系，已成为科学界热议的新课题。据香港《南华早报》1月12日报道，中国科学院紫金山天文台已于上月正式发布了全球首款“月球计时软件”，实现了月球时间与地球时间的精确换算。
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根据广义相对论，由于月球的引力仅为地球的约六分之一，其表面的时间流逝速率比地球更快，每天大约快上56微秒。这些看似微小的偏差若不断累积，将对需要精准计时的航天任务产生严重影响。
为了解决月球与地球时间的转换难题，紫金山天文台的科研人员构建了一个精细的数学模型，在考虑月球较弱引力的同时，也将其在太空中的运动规律纳入计算，从而确保月球上发生的事件能够与地球时钟保持精确同步。就在上个月，该天文台正式发布了名为LTE440的月球时间历表产品。
美国宇航员马修·多米尼克在国际空间站拍摄的月球照片
据中国科学院方面介绍，定义和构建月球标准时间的关键环节之一，在于明确月球坐标时与太阳系质心力学时之间的对应关系。只有这样，月球标准时间才能与地球时、协调世界时进行相互转换，并满足国际计量局关于月球时间必须与地球时间具备可追溯性的定义准则。
然而，月球坐标时与质心力学时的转换，由月球极为复杂的多体运动，以及太阳系中所有天体施加在其上的动态引力场共同决定。国际上现有的转换公式多采用级数近似理论，导致计算结果精度有限、过程繁琐，且缺少可直接使用的软件产品。
为此，研究团队利用了目前精度最高的太阳、行星、主带小行星和柯伊伯带天体的轨道信息，实现了月球坐标时与质心力学时的精确转换，其累积误差即便在一千年后也不会超过两千万分之一秒。研究团队进一步开发了端到端的软件包产品，用户仅需一步操作即可获得月球坐标时的精确转换结果。
相关研究成果已发表在期刊《天文学和天体物理学》上。
美国哈佛-史密森森天体物理中心的天文学家乔纳森·麦克道尔表示，月球时间测定正成为一种真正的工程需求，不再像过去那样可以简单地依照地球时间逐个任务进行处理。
他指出，在航天器的导航系统中，即使是微秒级的误差也可能产生显著影响，进而在以分钟为单位的时间尺度上干扰计算结果。“如果你未来想在月球上使用类似GPS的系统——我们可能几年内就会有此需求，特别是用于精确定位着陆位置，你就必须想办法解决这个问题。”
麦克道尔表示，虽然美国也在进行类似的工作，但他尚未听说过可直接使用的“月球计时软件”。他说：“这反映出中国对月球探索的重视，并且在分享与月球相关的研究成果方面非常开放。”
《南华早报》称，在过去，月球任务的数量很少，时间误差问题几乎“无关紧要”，工程师可以根据地球时间按需对每个任务单独进行修正。但随着月球探索成为世界航天领域的关注焦点，未来将会有越来越多的航天器乃至载人飞船前往月球，届时很难再用临时方案应对时间误差问题。
此外，制定时间标准不仅对于协调月球任务至关重要，同时也是一种政治影响力的象征。《南华早报》举例称，英国在1884年决定将格林尼治天文台所在地设为本初子午线的基准点，这不仅仅是为了方便，更反映了当时英国在世界航海、贸易和科学等领域的主导地位。
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