Uma rápida olhada em seu relógio ou telefone informa a hora local. Descobrir a hora em outro lugar é bastante fácil – se você souber o fuso horário. Mas e se você quiser saber a hora em algum lugar fora da Terra, como em nossa lua? Na verdade, ninguém sabe que horas são na lua. E isso pode representar grandes problemas para os futuros astronautas . É por isso que os cientistas estão trabalhando duro para descobrir qual deve ser o horário da lua.
Já se passaram 50 anos desde que o último astronauta pisou na lua. Naquela época, não havia necessidade de um horário lunar designado, observa Jörg Hahn. Para missões curtas, os astronautas poderiam facilmente manter o tempo usado por seus líderes de equipe na Terra. Hahn é engenheiro na Holanda. Ele trabalha para a Agência Espacial Européia (ESA) em Noordwijk-Binnen.
Mas a lua está prestes a se tornar um grande jogador na exploração espacial – e em missões mais longas. Agências espaciais de todo o mundo veem seu potencial para grandes descobertas científicas. O programa Artemis da NASA está se preparando para enviar astronautas de volta à Lua , talvez dentro de dois anos.
Bases permanentes serão estabelecidas onde os astronautas poderão viver e estudar a ciência lunar. Lá, eles testarão sistemas de comunicação entre si e com a Terra, além de aprender como tornar possível a vida em Marte. E quando estivermos prontos para viajar para Marte , a lua será nossa plataforma de lançamento.
Os cientistas perceberam que precisam de um horário lunar oficial para realizar esses grandes planos com eficiência. Mas estabelecer o tempo da lua não é uma questão simples. Há muitas coisas a considerar e concordar. Além disso, o tempo na lua passa em um ritmo diferente do que na Terra. Portanto, o tempo da lua sempre estará fora de sincronia com o tempo experimentado por qualquer pessoa em nosso planeta.
Um grande problema: o horário da lua deve ser semelhante ao horário da Terra?
“Se quisermos que [os humanos] povoem a lua e, mais tarde, Marte”, explica Hahn, precisaremos de algum tempo de referência para a lua – “como temos na Terra”. Definir o tempo da lua permitiria que os astronautas trabalhassem juntos e organizassem seus dias. Seria um caos se cada um seguisse seu próprio tempo.
Na Terra, os relógios e fusos horários são baseados no que é conhecido como Tempo Universal Coordenado, ou UTC. (Esse horário de referência é igual ao antigo horário de Greenwich, ou GMT, baseado na Inglaterra.) Por exemplo, a cidade de Nova York é UTC–5. Isso significa que está cinco horas atrasado em relação ao relógio UTC. No UTC+1, Paris, França, está uma hora adiantado em relação ao horário UTC.
O horário da lua pode sincronizar com o UTC – ou marcar independentemente dele.
Algumas pessoas preferem basear o horário da lua no UTC. Afinal, os astronautas já estão familiarizados com isso. O astrofísico Frédéric Meynadier, por exemplo, acredita que esta é a melhor solução. Meynadier trabalha no Bureau de Pesos e Medidas (BIPM) nos arredores de Paris. Seu trabalho é acompanhar o UTC. Em outras palavras, ele é um cronometrista profissional.
“Sou tendencioso porque cuido da UTC”, admite Meynadier. “O U em UTC significa universal.” E, para ele, literalmente “deveria ser usado em todos os lugares. Acho que, no final, o tempo da humanidade está ligado à Terra. Nossa biologia está ligada a isso.”
Ele está se referindo ao fato de que a maior parte da vida na Terra opera em um ciclo de aproximadamente 24 horas – ou um dia inteiro. É conhecido como ciclo circadiano . Ele dita quando devemos dormir, comer ou fazer exercícios.
Mas um dia lunar dura aproximadamente 29,5 dias terrestres. Nossos corpos não estão preparados para lidar com dias de aproximadamente um mês. Relacionar o horário da lua ao UTC enquanto tentamos manter um dia de 24 horas pode manter nossos corpos em uma programação mais saudável, argumenta Meynadier.
Para saber onde você está, você deve saber que horas são
Depois, há a questão da navegação. Para saber nossa localização, devemos saber a hora.
Os receptores do Sistema de Posicionamento Global (GPS) estão ao nosso redor, inclusive em nossos smartphones e em muitos carros. O GPS nos diz como chegar onde queremos e como voltar para casa quando estamos perdidos. Para fazer isso, ele usa satélites e receptores.
Mais de 30 satélites GPS orbitam bem acima da Terra. Eles constantemente enviam sinais que o receptor do seu smartphone pode ouvir. Como seu telefone sabe onde cada satélite está no espaço, ele pode calcular quanto tempo o sinal de GPS levou para chegar até você. Para identificar sua localização, um receptor GPS calcula a que distância você está de quatro satélites. O receptor em um smartphone pode identificar onde você está dentro de 4,9 metros, ou aproximadamente 16 pés. Isso é aproximadamente o comprimento de um SUV de tamanho médio.
Mas determinar sua localização com GPS requer saber exatamente que horas são. Quanto mais preciso o relógio, mais precisamente você pode saber onde está. Os satélites usam relógios atômicos, que podem medir o tempo até o nanossegundo (um bilionésimo de segundo).
Identificar com precisão onde você está – ou deseja ir – no espaço é uma grande preocupação para cientistas e astronautas. Como o GPS da Terra, um sistema de navegação está sendo planejado para a lua. Satélites com relógios atômicos serão colocados em órbita ao redor da lua. Isso permitirá que os astronautas saibam onde estão enquanto exploram a superfície lunar e como encontrar o caminho de volta à base se se perderem.
Mas há uma ruga: a gravidade distorce o tempo. Simplificando: quanto mais forte a força da gravidade, mais lentamente o relógio funcionará.
Albert Einstein previu isso com sua teoria geral da relatividade . A gravidade na lua é mais fraca do que na Terra (pense nos astronautas saltando sem esforço na superfície lunar). Portanto, os relógios lunares marcarão cerca de 56 microssegundos (0,000056 segundos) mais rápido por dia. Isso não fará muita diferença quando os astronautas planejarem seus dias. No entanto, isso afetará muito o funcionamento de seus sistemas de navegação.
Lembre-se, um GPS preciso requer saber o tempo até o nanossegundo. E uma diferença de 56 microssegundos é de 56.000 nanossegundos! Portanto, para que os sistemas de navegação lunar funcionem corretamente, os astronautas precisarão de relógios que considerem a gravidade da lua.
O tempo da lua também será necessário para a ‘internet’ lunar
Cada vez mais, a vida na Terra passou a depender da internet. Isso nos ajuda a comunicar, compartilhar informações e trabalhar juntos. Viver na lua exigirá um sistema semelhante. Entre na LunaNet da NASA.
“O LunaNet é como a internet se fosse combinado com o GPS”, explica Cheryl Gramling. Ela lidera o programa de posicionamento lunar, navegação e cronometragem da NASA. Está sediada no Goddard Space Flight Center em Greenbelt, Maryland. A LunaNet visa combinar o melhor do GPS e da Web. Ele pode enviar e receber informações, bem como saber sua localização. Portanto, o LunaNet permitirá que suas selfies lunares sejam marcadas com a hora e o local em que você as tirou – e as envie para casa na Terra (para deixar seus amigos com inveja).
O LunaNet servirá para muitas funções, observa Gramling. É necessário para que as pessoas “possam pousar na lua com segurança e depois explorar planejando sua rota de um local para outro”. Ele ajudará a navegação e ajudará os astronautas a descobrir “quanto tempo levará para voltar ao habitat a tempo do jantar”.
Também será fundamental para a comunicação. Para trabalhar cooperativamente na lua, as equipes espaciais e os rovers precisarão compartilhar informações. Por meio do LunaNet, as tripulações lunares poderão enviar dados sobre suas descobertas para a Terra – e até conversar por vídeo com suas famílias.
Mas para lidar com essas tarefas, o LunaNet precisa manter o tempo consistente. Então, os cientistas querem que ele seja vinculado a relógios atômicos cujas taxas de tique-taque serão governadas pela gravidade da lua, não da Terra.
Como definimos o tempo?
O verdadeiro tempo universal “não existe”, explica Meynadier. “Não existe tempo absoluto .” As pessoas definiram o tempo para o seu planeta. Agora é necessário fazê-lo para outros corpos celestes. Para uma exploração espacial bem-sucedida, ele argumenta, todas as nações precisam falar a mesma língua do tempo.
A NASA e a ESA são as agências que trabalham para definir o tempo lunar, diz Pietro Giordano. Trabalha na ESA como engenheiro de radionavegação em Noordwijk-Binnen. As agências espaciais começaram suas discussões sobre a criação de um horário lunar em novembro passado no Centro Europeu de Pesquisa e Tecnologia Espacial da ESA, na Holanda. A NASA e a ESA reconhecem que muitas nações um dia usarão a lua. Eles agora esperam que outras agências espaciais ajudem a definir seu tempo, diz Giordano.
Nem a NASA nem a ESA têm certeza de quando surgirá uma decisão sobre o horário da lua. É um problema complexo que precisa ser resolvido para evitar problemas no futuro, explica Giordano. Os sistemas operacionais de diferentes nações precisam adotar a mesma escala de tempo para que possam trabalhar juntos.
Enquanto isso, resta-nos sonhar com o futuro da exploração espacial. Quando viajamos pelos fusos horários da Terra, nosso smartphone se ajusta e nos dá a hora correta de onde estamos. O engenheiro da ESA, Hahn, espera que algo semelhante possa um dia nos dizer a hora da lua e de Marte.
