Chưa từng có trong lịch sử: Trung Quốc tung phần mềm đo thời gian trên Mặt Trăng chính xác tới từng nano giây

Theo thuyết tương đối của Albert Einstein, thời gian trên mặt trăng trôi nhanh hơn trên Trái đất do lực hấp dẫn yếu hơn, nhanh hơn khoảng 56 micro giây mỗi ngày. Chênh lệch này rất nhỏ nhưng tích lũy theo thời gian, khiến hệ quy chiếu thời gian từ Trái đất ngày càng kém tin cậy cho hoạt động ở mặt trăng.

Để giải quyết vấn đề, nhóm nghiên cứu thuộc Đài thiên văn Tử Sơn (Nam Kinh) đã xây dựng một mô hình tính đến cả lực hấp dẫn yếu của mặt trăng và chuyển động của nó trong không gian. Nhờ đó, các sự kiện diễn ra trên mặt trăng có thể được đồng bộ chính xác với đồng hồ trên Trái đất.

Theo công bố trên tạp chí Astronomy and Astrophysics tháng 12, phương pháp này giữ được độ chính xác trong mức vài chục nano giây ngay cả khi mô phỏng kéo dài 1.000 năm.

Không chỉ xây dựng mô hình lý thuyết, nhóm nghiên cứu còn đóng gói toàn bộ thành phần mềm dễ sử dụng, giúp người dùng quy đổi giữa thời gian Mặt Trăng và Trái Đất chỉ với một bước, thay vì phải dựa vào chuỗi phép tính phức tạp.

Jonathan McDowell, nhà thiên văn học và sử gia không gian thuộc Harvard, đánh giá việc phát triển chuẩn thời gian Mặt Trăng đã trở thành nhu cầu kỹ thuật thực sự, thay vì xử lý thủ công từng nhiệm vụ như trước. Ông lưu ý chênh lệch nhỏ cỡ micro giây có thể nhanh chóng gây sai lệch dẫn đường trong vài phút, đặc biệt khi con người hình thành mạng lưới định vị tương tự GPS trên bề mặt Mặt Trăng.

McDowell cho biết các nghiên cứu tương tự cũng được triển khai tại Mỹ, song ông chưa thấy công cụ nào sẵn dùng rộng rãi. “Điều này cho thấy Trung Quốc đang nghiêm túc với Mặt Trăng và sẵn sàng chia sẻ kết quả nghiên cứu”, ông nhận định.

Trong quá khứ, chênh lệch thời gian giữa hai thiên thể không phải vấn đề lớn vì các chuyến thám hiểm mặt trăng rất hiếm. Kỹ sư chỉ cần dùng thời gian Trái đất và điều chỉnh thủ công cho từng nhiệm vụ. Tuy nhiên, cách làm này đang trở nên khó duy trì khi số lượng tàu vũ trụ, và sau này có thể là con người, hoạt động đồng thời trên và quanh mặt trăng tăng lên. Việc dựa vào các chỉnh sửa riêng lẻ sẽ nhanh chóng trở nên bất khả thi.

Năm 2024, Liên minh Thiên văn Quốc tế (IAU) đã thông qua khuôn khổ thiết lập hệ thời gian riêng cho Mặt Trăng. Dựa trên đó, nhóm Trung Quốc xây dựng công cụ có thể dùng trong thực tế. Họ khai thác dữ liệu chuyển động chính xác của Mặt Trăng để mô phỏng biến thiên thời gian theo năm tháng, sau đó tích hợp vào phần mềm tự động, loại bỏ nhu cầu tính toán thủ công.

Phần mềm được đặt tên LTE440, viết tắt của Lunar Time Ephemeris. Nhóm nghiên cứu cho biết đây mới là bước đầu, và nền tảng sẽ còn phải mở rộng để hỗ trợ dẫn đường thời gian thực và các mạng đồng hồ Mặt Trăng trong tương lai.

Theo SCMP