太空殖民者必須面對一些挑戰(zhàn)，形成一個地球計(jì)時系統(tǒng)的替代方法，并且能夠真實(shí)守時。地球上的計(jì)時系統(tǒng)是由極其穩(wěn)定的原子鐘作為標(biāo)準(zhǔn)參照，原子鐘每150億年計(jì)時誤差僅1秒。

　　新浪科技訊 北京時間7月11日消息，據(jù)國外媒體報道，未來太空殖民者如何記錄時間呢？地球上的年、月和日的時間記錄方式并不適用于火星或者月球。

　　7月10日，美國科學(xué)家舉辦一場名為“我們將如何在太空中管理自己”的研討活動。當(dāng)前，我們生活在人類超越地球、太空擴(kuò)張殖民的探索時代前沿，依據(jù)最新披露的美國宇航局報告，該機(jī)構(gòu)計(jì)劃2028年建造一個月球基地。這個殖民基地將使我們能夠測試抵達(dá)火星所需的技術(shù)和工具，然后揭曉人類未來探索哪顆星球。

　　如何在太空中記錄時間，看似簡單實(shí)際很復(fù)雜

　　建立太空殖民基地和長期飛行存在著諸多技術(shù)障礙，例如：人類如何在太空中獲取食物？我們?nèi)绾翁幚硖�空垃圾？在地球上，這些問題被認(rèn)為是理所當(dāng)然、不足為奇。未來人類實(shí)現(xiàn)太空生活首先需要解決一個問題——我們?nèi)绾斡涗洉r間。

　　記錄時間的解決方法可能很簡單，帶上手表或者查看日歷，或者刻畫記錄每一天！目前人類唯一全時太空基地——國際空間站就是采用這種方法記錄時間，空間站工作人員按照格林威治標(biāo)準(zhǔn)時間記錄時間，通過與地球保持密切接觸，他們可以獲得最新時間校準(zhǔn)。

　　國際空間站一天可看到16次日出和日落

　　但是太空殖民地保持地球時間記錄系統(tǒng)也存在很大挑戰(zhàn)，原因之一是忽略當(dāng)?shù)卣鎸?shí)性使用一種時間記錄方式的操作難度較大，讓宇航員遵循24小時格林威治標(biāo)準(zhǔn)時間系統(tǒng)易于保持地面控制同步，但是以地球時間標(biāo)準(zhǔn)作為宇航員太空睡眠作息，將嚴(yán)重影響他們每天的晝夜節(jié)律，宇航員需要克服不穩(wěn)定的光線循環(huán)周期。例如：國際空間站每90分鐘環(huán)繞地球一周，所以在典型的地球24小時一天時間周期中，宇航員每天會看到16次日出和日落。

　　雖然宇航員可以在太空中持續(xù)生活幾個月時間，但是宇航員在國際空間站期間存在一種非永久性，我們知道他們不會永遠(yuǎn)在那里。在地球之外遙遠(yuǎn)區(qū)域建立 的太空基地可能采用地球時間系統(tǒng)和日歷，同時他們可能建造一個新的人類社會，隨著時間的推移，可能需要更適合他們太空生活的永久性解決方案。

　　專家提出“大流士火星歷”

　　天文學(xué)家、科幻作家和癡迷的天文愛好者提出了一系列建議，為潛在的太空殖民基地建立新的計(jì)時系統(tǒng)。對那些夢想在太空定居生活的人來講，火星擁有特殊的吸引力，讓人們產(chǎn)生足夠的想象，任何定居者將在這里長期生活，并形成獨(dú)特的生活系統(tǒng)。航空宇宙工程師托馬斯·岡加勒（Thomas Gangale）是“大流士火星歷”的提出者，這是一套為了未來殖民在火星上的拓荒者而設(shè)計(jì)的新型歷法，是1985年岡加勒設(shè)計(jì)的，并以自己兒子的名字“大流士”命名。之后“大流士火星歷”多次出現(xiàn)在一些科幻小說中，其中包括：科幻作家哈努·拉賈涅米（Hannu Rajaniemi）撰寫的《量子小偷》、《星際迷航》系列劇中的時間調(diào)查篇章，記錄了一個調(diào)查時間旅行機(jī)構(gòu)的冒險經(jīng)歷。

　　岡加勒說：“如果我們要將人類送到火星上定居，他們需要根據(jù)火星的自然規(guī)律來計(jì)算時間，大流士火星歷傳承了地球傳統(tǒng)計(jì)時方法，并且適應(yīng)火星自轉(zhuǎn)和環(huán)繞太陽運(yùn)行的規(guī)律。地球自轉(zhuǎn)一次是23小時56分鐘，火星自轉(zhuǎn)時間略微長一些，一個火星日是24小時40分鐘，火星日的天文學(xué)單位稱為‘sol’�；鹦黔h(huán)日軌道長度是地球的兩倍，它環(huán)繞太陽一周相當(dāng)于687個地球日，計(jì)算為668 sols。

　　我們可以將時間測量停留在sol等級上，事實(shí)上，許多火星日歷建議采用這一點(diǎn)。在地球上，儒略歷對每個地球日分配一個數(shù)字，從公元前4713年1月1日開始算起，作為“0天”。這使得計(jì)算以天為基礎(chǔ)的時間表變得更加簡單，就像計(jì)算食物保質(zhì)期一樣。

　　同樣地，火星以sol為基礎(chǔ)的日歷計(jì)算方法相似，是從“0天”開始計(jì)算，岡加勒稱，或者我們可以假設(shè)任何火星歷的開始都是以1610年1月伽利略首次望遠(yuǎn)鏡觀測到火星為準(zhǔn)，或者“0天”可以與火星上其他重要里程碑事件相吻合，例如：1965年7月14日“水手4號”飛船首次飛越火星，1971年11月27日“火星2號”飛船首次著陸火星。

　　岡加勒說：“但是我們?nèi)祟愂怯辛?xí)慣的動物，很可能會建立一個以我們在地球上擁有一些相同價值觀和傳統(tǒng)為中心的社會，很多天文學(xué)家并沒有考慮到守時的社會方面，而是更多地專注于天文學(xué)研究。從宇航員在太空生活的實(shí)際出發(fā)，如何利用時間和記錄時間是非常重要的。”

　　我們很可能希望使用周數(shù)和月數(shù)記錄社會活動和社會經(jīng)濟(jì)事件：假日、生日、發(fā)薪日、周末、季度投資報告、休假計(jì)劃、農(nóng)業(yè)種植計(jì)劃等。岡加勒表示，他設(shè)計(jì)火星日歷的初衷偏于娛樂，想通過這種日歷計(jì)算使火星月與衛(wèi)星運(yùn)行保持同步，月球環(huán)繞地球運(yùn)行一周需要27天時間，地球1個月平均是30天。

　　火衛(wèi)一環(huán)繞火星一天3次，火衛(wèi)二每隔30小時環(huán)繞火星一次，火星衛(wèi)星環(huán)繞其運(yùn)行的時間太短暫，很難對一年的時間進(jìn)行劃分。相反，在岡加勒的火星日歷中，他將一年（相當(dāng)于668個地球日）分為24個月，每個月有27或者28個火星日，每月有4個周，每個周有7天，一周中的幾天時間是以太陽系天體命名，火星月的命名使用了拉丁語和梵語，表示黃道十二宮中的星座。

　　火星日和火星月的命名非常有趣，并且非常實(shí)用。通過使用不同的名稱，火星殖民者可以避免將火星和地球時間混淆。岡加勒說：“在太空建立計(jì)時系統(tǒng)是非常重要的，未來人類將實(shí)現(xiàn)太空基地與地球的貿(mào)易往來�；鹦切瞧诙�的太陽并非總是與地球星期二在相同時間落下，一顆星球上的1月份可能對應(yīng)于另一顆星球上的3月份，就像火星上的一天被稱為‘sol’一樣，未來的太空殖民者將會想出‘月’和‘年’的不同術(shù)語名稱，以便與地球系統(tǒng)完全區(qū)分開來。”

　　個別太空移民可能會依據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境而改變自己的生活習(xí)慣，岡加勒已經(jīng)對木衛(wèi)一、木衛(wèi)三、木衛(wèi)四、木衛(wèi)二和土衛(wèi)六制作相應(yīng)的“大流士火星歷”，這些星球可能是人類除火星之外的下一個太空前哨站。對于接近地球的太空殖民者，非贏利組織LunarClock.org倡導(dǎo)使用月球標(biāo)準(zhǔn)時間和月球日歷，每年由12“天”組成，這里的“天”相對應(yīng)于地球月份，每“天”以登陸月球的宇航員命名，打破了1天24小時、1個月30天的傳統(tǒng)地球計(jì)時方式。

　　深空原子鐘每150億年計(jì)時誤差僅1秒

　　其他太空殖民者必須面對一些挑戰(zhàn)，形成一個地球計(jì)時系統(tǒng)的替代方法，并且能夠真實(shí)守時。地球上的計(jì)時系統(tǒng)是由極其穩(wěn)定的原子鐘作為標(biāo)準(zhǔn)參照，原子鐘每150億年計(jì)時誤差僅1秒�？上У氖�，原子鐘僅是冰箱一般大小。太空飛船機(jī)載計(jì)時器是使用超穩(wěn)定的振蕩器來計(jì)算時間，便于太空飛船規(guī)劃和執(zhí)行相應(yīng)操作。美國宇航局深空駕駛員吉爾·塞伯爾特（Jill Seubert）說：“它們并非真實(shí)的超級穩(wěn)定，這種振蕩計(jì)時器隨著時間的推移會產(chǎn)生誤差。”

　　首個超穩(wěn)定振蕩器（USO）應(yīng)用在上世紀(jì)70年代的“旅行者號”探測器，如今仍在人造衛(wèi)星系統(tǒng)上使用。即使是采用地球日計(jì)時方式，這些衛(wèi)星也必須重新校對，以確保GPS等技術(shù)的準(zhǔn)確性，僅差百萬分之一秒就意味著GPS誤差可達(dá)數(shù)百米。

　　目前，工程師們通過轉(zhuǎn)換地球精確時間和太空飛船的超穩(wěn)定振蕩器時間讀數(shù)，能夠有效解決這一問題。但是隨著我們進(jìn)入更遙遠(yuǎn)的太空區(qū)域，或者需要更多的即時操作，仍然依賴地球計(jì)時方式將變得很麻煩。如果以光速進(jìn)行計(jì)算，地球至月球僅需1秒，而地球至火星則需要4分鐘至22分鐘，這主要取決于兩顆行星的相對位置，它們的相對位置會隨著軌道的變化而變化。

　　塞伯爾特是美國宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室工程師團(tuán)隊(duì)的副首席研究員，該實(shí)驗(yàn)室建造了第一個深空原子鐘。他說：“現(xiàn)在每一艘穿越深空的太空飛船都由宇航員駕駛，我們在地面上計(jì)算太空飛船的軌道路徑，然后上傳至太空飛船。”

　　太空飛船不是依賴地球通訊系統(tǒng)，而是自身攜帶原子鐘，從而使它們能夠保持更精確的當(dāng)?shù)貢r間，反過來可計(jì)算他們自己的位置，并在沒有來自地球幫助的情況下執(zhí)行太空操作。6月底，深空原子鐘搭載一枚SpaceX火箭發(fā)射升空，從8月開始，噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家將對這個原子鐘進(jìn)行為期1年的評估分析，以確定它的穩(wěn)定性。

　　計(jì)時系統(tǒng)是太空殖民生活必要技術(shù)之一

　　此外，計(jì)時系統(tǒng)將是太空殖民基地必要的技術(shù)之一，它將作為一種計(jì)時器，也起到當(dāng)?shù)谿PS的作用�？苹秒娪敖�(jīng)常顯示宇航員使用帶有時間記錄地圖屏幕的太空飛船，操控在月球或者火星表面。目前，還不具備相應(yīng)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)以上功能，但是深空原子鐘可以提供足夠精確的時間和位置，來支持實(shí)時跟蹤。

　　迄今為止，大多數(shù)太空計(jì)時系統(tǒng)構(gòu)想都是基于地球現(xiàn)有技術(shù)，這可能不太現(xiàn)實(shí)，但也許太空移民者會利用太空環(huán)境來設(shè)計(jì)全新的計(jì)時系統(tǒng)。我們可以完全廢除周、月、年的計(jì)時方法，而僅僅依靠當(dāng)?shù)氐臅r間進(jìn)行計(jì)算。就像《星際迷航》中使用的星歷系統(tǒng)或者火星sol為基礎(chǔ)的日歷系統(tǒng)，或者太空殖民地更徹底地將采用挪威北極小鎮(zhèn)索瑪若伊（Sommarøy）的計(jì)時方法，完全廢除當(dāng)前計(jì)時系統(tǒng)，由于這里有長達(dá)幾個月的黑夜和白天延長時期，挪威居民缺少類型的“天計(jì)時”概念，持續(xù)多年長途旅行的太空旅行者或者外星球殖民者可能會經(jīng)歷類似的情景。索瑪若伊鎮(zhèn)居民謝爾·奧韋·赫威汀（Kjell Ove Hveding）在接受媒體記者采訪時談到了當(dāng)?shù)鬲?dú)特的“計(jì)時障礙”。他說：“當(dāng)?shù)夭煌�季�?jié)會出現(xiàn)黑夜延長的現(xiàn)象，但我們不得不按時上班，即使下班了，我們?nèi)匀灰�遵循時間規(guī)律進(jìn)行生活。生活經(jīng)驗(yàn)告訴我，我們不能任性，我們個人意愿無法決定天氣好壞，太陽是否晴朗，我們能做的僅是頑強(qiáng)地生存下來。”

　　在太空中，太陽可能不會一直發(fā)光，但是我們太空探索是建立在一個相同的基礎(chǔ)之上：只要能存活下來就行�。ㄈ~傾城）