在火星上怎样分辨时间？

ydpuskas

盖尔陨坑(Gale Crater)的日出

当NASA最新的火星探测器好奇号(Curiosity)于今年夏天降落在火星上时，对于探测器的老家，地处加州的喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory,JPL)来说那将是早上或者刚过中午的某个时间，对于东海岸来说是下午三点左右，其他时区也可以依次类推。问题是在火星上是几点呢？好奇号又会落在哪个时区呢？

火星上的计时和地球上很相似，因为两个星球共同点很多，但不同点也不少。首先，一个“火星日”比地球上长约39’35”，看起来不多，但你要是在火星上长住的话这些小时间累积起来是很快的。一个火星年有668.59个火星日，是地球上的1.88倍，季节延长了许多，变化也更剧烈，这应归咎于火星的偏心轨道。

“这就像你每天都往东飞40分钟，”JPL的科学家Deborah Bass说道，“你永远有时差，但很小，没人在乎，但这终归是有代价的。”

正如我们根据时光的流逝记录我们的生活，航天任务也是如此。大多数的火星任务都是依靠太阳能的，也就是说航天飞船得在白天才能工作。虽然好奇号拥有一架核动力发电机，但从很多方面讲它都是一架太阳能设备，因为它的摄像机和其他仪器都需要阳光才能工作，而需要探测的大气现象，比如昼夜转换时巨大的温度变化都源于太阳的运动。所以科学家们需要一个可靠的办法来掌控时间。

宇航局戈达德空间研究所名誉教授 Michael Allison有一个好办法：“在某种程度上我更了解火星上的时间。”

一般来说你得先确定当地的正午时间，也就是太阳经过你头顶子午线的那一刻，这称为当地真实太阳日(Local True Solar Time)。但火星处于偏心轨道上，轨道离心率大，一年中距离太阳远近不一，所以当太阳在空中的高度变化时，正午时间也会差那么几分钟。为了绝对准确，天文学家使用了“虚拟平均太阳”(fictitious mean sun )，它的运动轨迹依照太阳在空中的平均位置(mean position)而确定，这一定位可在“日行迹表”(analemma)上看到，天文学家也是用这玩意儿来看火星时间的。



地球的日行迹

这样一来你就可以知道所处地的正午时间了，你还可以据此找出某一特定点—本初子午线—相对于平均太阳时间的当地时间，这在地球上以前叫做格林威治标准时间(GMT)，现在叫协调世界时(Coordinated Universal Time,UTC)，中国大陆时间写作UTC+8，俗称东8区。在火星，就叫做协调火星时(MTC)。

火星本初子午线的确定比地球还早，天文学家们早在1840年就定好了，这样他们就可以方便地记录他们的发现了。这个地点称为子午湾(Sinus Meridiani,Meridian Bay)，顺便说一句，机遇号探测器(Opportunity，MER-B)就落在这一区域以西。艾里-0(Airy-0)火星撞击坑是火星本初子午线的起始点，该撞击坑于1969年被科学家默顿·戴维斯(Merton Davies)基于水手6号(Mariner 6)和水手7号(Mariner 7)的影像选定的。该撞击坑以知名英国皇家天文学家乔治·比德尔·艾里(1801年-1892年)命名,他在1850年于格林尼治建立了子午环，该望远镜的位置之后被选定是地球本初子午线的起点。

由于火星的卫星火卫一(Phobos)和火卫二(Deimos)围绕火星运转速度过快以及位相的原因，无法分割历法，科学家们就用太阳经度来标注。太阳位于火星赤道正上方时就是火星一年的开始，在火星上观测太阳向北移动时就是春季的来临，依此类推。

Allison在火星日历中插入了10个额外的月份，以期达到地球上类似“春分”那种效果，于是就有了一月、二月、Bradbury月、Clarke月、三月...这是由于偏心轨道的存在，无法将月份按照季节划分，但是这种方法还是很方便的。

Allison用这种方法计算出了126个火星年的日历，因为他觉得这很有意思并且一劳永逸(这才是Geek的浪漫啊~)。他跟踪太阳在火星上空的运行轨迹并制作了一个火星版的日行迹图，看起来就像是个泪滴：



NASA至今仍在沿用Allison的这种方法。

你也可以登陆戈达德空间研究所的网站[http://www.giss.nasa.gov/tools/mars24/]下载Allison的同事Rob Schmunk制作的火星时钟，Mars24，上面还能显示勇气号(Spirit, MER-A),机遇号(Opportunity，MER-B), 凤凰号(Phoenix), 海盗号(Viking)及其它火星着陆任务的标示点，当好奇号着陆后，也会有它的标示点的。



当你下载Mars24后，你会发现并没有时区显示，而是以每个着陆飞行器自己作为参照物的当地平均太阳时，就像是1884世界标准时间制定前每个城市都有自己的时间那样。但每个着陆飞行器都有自己实际上的(de facto)时区,例如，勇气号和机遇号就相隔12个小时。

在JPL，墙上的时钟会跟踪记录每个着陆飞行器的时间，每当发生什么时，飞行器当地时间和JPL当地时间都会被一同记录下来。在勇气号和机遇号任务时，一些团队成员甚至都有专门定制的火星手表：

lixiang007700

火星太遥远了！

qq285023229

喜欢几点就几点！反正在那不用上班！

liwen95361

你也可以登陆戈达德空间研究所的网站[http://www.giss.nasa.gov/tools/mars24/]下载Allison的同事Rob Schmunk制作的火星时钟，Mars24，上面还能显示勇气号(Spirit, MER-A),机遇号(Opportunity，MER-B), 凤凰号(Phoenix), 海盗号(Viking)及其它火星着陆任务的标示点，当好奇号着陆后，也会有它的标示点的。


2012-3-18 10:49 上傳下載附件 (41.97 KB)


当你下载Mars24后，你会发现并没有时区显示，而是以每个着陆飞行器自己作为参照物的当地平均太阳时，就像是1884世界标准时间制定前每个城市都有自己的时间那样。但每个着陆飞行器都有自己实际上的(de facto)时区,例如，勇气号和机遇号就相隔12个小时。

在JPL，墙上的时钟会跟踪记录每个着陆飞行器的时间，每当发生什么时，飞行器当地时间和JPL当地时间都会被一同记录下来。在勇气号和机遇号任务时，一些团队成员甚至都有专门定制的火星手表：