美科学家创火星计时历法 22个月构成火星年

今年夏天，当美国宇航局最新的漫游者着陆在这颗红色星球上时，可能是早上或下午早些时候，在加利福尼亚的喷气推进实验室。就像东海岸是下午3点左右，欧洲是晚上，等等。我们可以很容易地辨别时区。但是它什么时候在火星上？好奇号停留在哪个时区？你能告诉我吗？

一名专业制表师为火星漫游者操作员设计了火星手表的表面。

太阳从盖尔环形山升起，盖尔环形山将成为火星漫游者好奇号的未来家园。

火星上的时间有点像地球上的报道，因为这两个行星在许多方面是相似的。然而，也有许多差异让人们感到有点疯狂。首先，火星上的一天，即日照时间，比地球上的一天长39分35秒。这并不多，但是当你生活在火星上的时候，你会感觉非常快，就像好奇号团队将要面对的那样。此外，一个火星年有668.59个火星日，大约是地球年的1.88倍。在某种程度上，由于火星的偏心轨道，四季要长得多，也更极端。

喷气推进实验室的科学家黛博拉·巴斯说:“感觉你每天都要向东飞行40分钟。你总是受时差的困扰。只有一点点。谁在乎呢，因为一个小时并不算太坏。但这已经敲响了警钟。”喷气推进实验室一直致力于勇气号、机遇号和凤凰号着陆器的探索任务。正如我们根据时间的流逝记录我们的生活一样，太空任务也是如此。大多数火星任务是由太阳能驱动的，这意味着飞船必须在白天执行任务。好奇号有一个核动力发动机，但在许多方面它是一个太阳能航天器，它的照相机和其他仪器需要在阳光下工作，大气现象也遵循太阳运动的规律，例如火星上白天和晚上的巨大温度变化。

所以工程师需要一种可靠的方法来记录火星上的时间。戈达德太空研究所名誉教授迈克尔·艾利森对修复它非常感兴趣。他开玩笑说，“事实上，在某种程度上，我比地球时间更了解火星时间。”他说你必须首先确定当地的正午时间，也就是说，当太阳经过子午线时，它被称为当地的视在太阳时。然而，由于火星(和地球)的偏心轨道，离太阳的距离在一年中不断变化，所以当太阳在天空变化时，中午的几分钟就会过去。因此，为了更加精确，天文学家使用了一种叫做“假设太阳是平的”的方法，它根据太阳的平均位置移动。这种定位显示在一个地球的八分之一图上，它会告诉你当地的平均太阳时。这就是天文学家在火星上的时间。

现在你可以确定当地的正午时间，也可以确定当地时间相对于平均太阳时的时间。这在地球上通常被称为格林威治标准时间，现在被称为协调世界时，而在火星上被称为协调火星时。

艾莉森说:“火星的本初子午线恰好比地球的更早被选择。“科学家们在1840年选择了火星的本初子午线，以方便他们绘制观测结果，它位于一个后来被称为子午线港的黑暗区域。(顺便说一下，机遇号探测器在这个地区的西边着陆了。(这个区域的艾里-0陨石坑标志着真正的本初子午线，科学家们依赖于水手号探测器在20世纪60年代拍摄的照片。艾里纪念英国天文学家乔治·伊莱，他于1884年创建了格林威治望远镜，该望远镜最终被选为地球的本初子午线。

顺便说一下，当我们讨论时间机制时，你可能会忘记火星月或公历。火星卫星，如火卫一和火卫二，绕火星运行的速度如此之快，以至于根据它们的相位来划分日历毫无意义。相反，科学家用太阳的经度来标记日历。新的一年开始时，太阳被观测到从火星直接向北越过赤道，这是春天的开始。当太阳处于90度角时，冬天从北方开始。

艾莉森也抓住了这一点，创造了一个额外10个月的火星日历。他希望火星遵循地球春分或秋分的模式，所以他沉迷于额外的月份。他笑着说，“我有一月，二月，布拉德伯里，克拉克和三月，你不能参照火星的卫星轨道建立一个方便的季节划分。但是如果人们登陆火星，他们可能需要几个月的计算方法。那对我们来说是一个方便的时间系统。"

艾莉森职业生涯的大部分时间都在研究外太阳系。作为一名工程科学家，他参与了卡西尼、吉诺等研究项目。在他参加火星时间研究之前，天文学家会坐下来，根据火星计划任务前后几年火星上火星恒星的位置变化，推测每日轨道和火星时间尺度。艾莉森决定定制一个通用火星时间计算器来计算126个火星年的行星位置。

他说:“我认为用一种普通的方式定义它并一劳永逸地解决这个问题将会非常有趣。”他制作了一个每日轨迹图来追踪太阳在火星上的平均运动。它看起来像一滴眼泪。艾莉森画了一张虚构的火星平均太阳时图，并根据这张计算图定义了平均太阳时。这需要一些高级数学知识，因为火星的轨道偏离木星和其他因素，但埃里森认为这是一个有趣的夏季项目。美国宇航局仍在使用他的算法。

你也可以通过访问戈达德太空研究所网站下载火星时钟火星24。火星24号向你展示了火星的美丽照片，以及勇气号、机遇号、凤凰号、海盗号和其他探索任务的着陆点照片。当好奇号登陆时，它会有自己的图标。如果你下载Mars24，你会发现它没有时区。每个着陆器都使用一个编入预算的当地平均太阳时作为参考坐标系，就像所有在标准时间建立之前使用的城市一样，但是每个着陆器都有自己的实际时区。

巴斯说:“JPL墙上的钟记录了这些火星时间。”当一个漫游者执行一项任务时，它分别由本地漫游者时间和实验室时间记录。当“勇气号”和“机遇号”任务开始时，美国宇航局甚至下令参考火星时间，一些团队成员还安装了火星闹钟。巴斯说，“我们先有格林威治时间，然后是宇宙飞船时间。还有当地的平均太阳时，也就是火星时间。然后我们有太平洋标准时间和东部标准时间。计时系统之间的转换非常惊人。在这方面，火星时间只是另一个时区。”