باحث في ناسا يضع تصورًا لمعيار زمني للمريخ من أجل الاستيطان والعمليات المستقبلية

لماذا سيحتاج المريخ إلى إطار خاص ودقيق للوقت

مع تحول خطط النشاط المستدام على المريخ إلى خطط أكثر واقعية من الناحية التقنية، يبرز سؤال أقل بريقًا لكنه أساسي: ما الوقت على المريخ، تحديدًا؟ تقترح ورقة جديدة وصفتها Universe Today إطارًا يسمى Areocentric Coordinate Time، أو TCA، يهدف إلى توفير مرجع زمني موحد للمريخ يأخذ في الحسبان النسبية ويمكنه ربط الساعات المحلية بالمعايير الأوسع لتوقيت النظام الشمسي.

المشكلة الأساسية سهلة الوصف حتى لو كانت الرياضيات وراءها ليست كذلك. الساعات الذرية دقيقة للغاية، لكنها لا تفلت من تأثير النسبية العامة. فالساعة على المريخ لن تدق بالمعدل نفسه تمامًا كما على الأرض، لأن الكوكبين يقعان في بيئات جاذبية مختلفة. ويشرح النص المصدر أن الساعة على المريخ ستعمل أسرع قليلًا لأنها تقع في بئر جاذبية أضحل من بئر الأرض. بالنسبة للمهام الروبوتية المتقطعة، يمكن إدارة هذا الفرق تشغيليًا. أما بالنسبة لشبكات كثيفة من الموائل والمركبات الجوالة والأقمار الصناعية ومرحلات الاتصالات وأنظمة الهبوط، فإنه يصبح مشكلة في هندسة الأنظمة.

يأتي الإطار المقترح من الباحث سلافا توريشيف في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا. والفكرة هي تعريف نظير مريخي لـ Geocentric Coordinate Time على الأرض وربطه ضمن المنظومة القائمة للاتحاد الفلكي الدولي، وهي Barycentric Celestial Reference System وصياغة Barycentric Coordinate Time. وبصورة عملية، يهدف الإطار إلى إنشاء سلسلة متسقة رياضيًا من ساعة محلية على المريخ إلى بنية المرجع الأكبر المستخدمة في النظام الشمسي.

قد يبدو ذلك مجردًا، لكن النص المصدر يقدم أمثلة مفيدة على أهميته. فالقمر الصناعي في مدار منخفض حول المريخ، على ارتفاع يقارب 300 كيلومتر، ستتأخر سرعته الزمنية بنحو 4.56 ميكروثانية في اليوم مقارنة بساعة على سطح المريخ بسبب سرعته المدارية. وعلى مسافة أبعد، فإن مركبة فضائية في مدار areostationary ستدق أسرع بنحو 9.13 ميكروثانية في اليوم بسبب ضعف الجاذبية وبطء الحركة المدارية. إنها فروق يومية ضئيلة للغاية. لكن على مدى عمليات طويلة، تتراكم هذه الفوارق الصغيرة لتصبح أخطاء في الملاحة والمزامنة والاتصالات.

ويضع المعيار المقترح أيضًا عتبة للدقة، إذ يتجاهل التأثيرات الأصغر من 5x10^-18، وهو ما يصفه المقال بأنه خطأ متراكم قدره 0.1 بيكوثانية. هذا مستوى من الدقة الزمنية يبدو متطرفًا جدًا للحياة اليومية، لكن العمليات الفضائية المتقدمة ليست حياة يومية. فالتوقيت الدقيق جزء مما يجعل الأنظمة الذاتية الموزعة والتنسيق المداري والملاحة السطحية والقياس العلمي تعمل بصورة موثوقة. ومع توسع النشاط البشري والآلي، سيحتاج المريخ إلى تلك البنية التحتية غير المرئية بقدر حاجته إلى أنظمة الطاقة أو الموائل.

وهناك دلالة أوسع أيضًا. فمعايير الوقت شكل من أشكال الحوكمة المدمجة في الفيزياء. إنها تحدد كيفية تفاعل الأنظمة المنفصلة، وكيفية ختم البيانات زمنيًا، وكيف تبقى الشبكات متزامنة، وكيف يتشارك مشغلون مختلفون إطارًا مرجعيًا واحدًا. وتعتمد الأرض بالفعل على هذه المعايير غير المرئية في كل شيء، من الاتصالات إلى الملاحة بالأقمار الصناعية. وإذا تطور المريخ إلى مكان يضم عدة بعثات ووكالات، ثم سكانًا دائمين في نهاية المطاف، فسيحتاج إلى النوع نفسه من اللغة الزمنية المشتركة.

ما يجعل هذا المقترح لافتًا ليس أن أحدًا يتوقع أن يتجادل المستوطنون قريبًا بشأن ساعات اليد، بل أن البنية الداعمة للحضارة خارج الأرض يجب أن تُصمم قبل أن تصبح الحاجة إليها ملحّة. فانتظار تشغيل المركبات والمرحلات والمستوطنات على نطاق واسع أولًا سيجعل التوحيد القياسي أصعب. ومن خلال طرح إطار زمني للمريخ الآن، يقوم الباحثون بالعمل التمهيدي غير اللامع الذي يعتمد عليه التوسع الحقيقي خارج الأرض.

إن الوجود البشري على المريخ ما يزال مشروعًا مستقبليًا. لكن إذا جاء ذلك المستقبل، فلن يعمل بالحدس، بل سيعمل عبر أنظمة محددة بدقة، ومن أهمها ساعة تعرف أنها لم تعد على الأرض.

هذه المقالة مستندة إلى تغطية Universe Today. اقرأ المقال الأصلي.