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Uma nova era de exploração lunar está em ascensão, com dezenas de missões lunares planejadas para a próxima década. A Europa está na vanguarda aqui, contribuindo para a construção da estação lunar Gateway e da espaçonave Orion – destinada a devolver os humanos ao nosso satélite natural – bem como para desenvolver seu grande módulo lunar logístico, conhecido como Argonaut. Como dezenas de missões estarão operando na Lua e ao redor dela e precisarão se comunicar e fixar suas posições independentemente da Terra, esta nova era exigirá seu próprio tempo.
Assim, as organizações espaciais começaram a considerar como manter o tempo na Lua. Tendo começado com uma reunião no centro de tecnologia ESTEC da ESA na Holanda em novembro passado, a discussão faz parte de um esforço maior para chegar a um acordo sobre uma arquitetura comum ' LunaNet ' cobrindo serviços de comunicação e navegação lunar.
Arquitetura para exploração lunar conjunta
“LunaNet é uma estrutura de padrões, protocolos e requisitos de interface mutuamente acordados, permitindo que futuras missões lunares trabalhem juntas, conceitualmente semelhante ao que fizemos na Terra para uso conjunto de GPS e Galileo”, explica Javier Ventura-Traveset, Moonlight Navigation da ESA Manager, coordenando as contribuições da ESA para a LunaNet. “Agora, no contexto lunar, temos a oportunidade de concordar com nossa abordagem de interoperabilidade desde o início, antes que os sistemas sejam realmente implementados”.
O tempo é um elemento crucial, acrescenta Pietro Giordano, engenheiro do sistema de navegação da ESA: "Durante esta reunião no ESTEC, concordamos com a importância e a urgência de definir um tempo de referência lunar comum, que seja internacionalmente aceito e ao qual todos os sistemas lunares e usuários possam se referir. para. Um esforço internacional conjunto está sendo lançado para alcançar isso”.
Até agora, cada nova missão à Lua é operada em sua própria escala de tempo exportada da Terra, com antenas do espaço profundo usadas para manter os cronômetros a bordo sincronizados com o tempo terrestre ao mesmo tempo em que facilitam as comunicações bidirecionais. Esta forma de trabalhar não será sustentável no futuro ambiente lunar.
Depois de concluída, a estação Gateway estará aberta para estadias de astronautas, reabastecida por meio de lançamentos regulares do Artemis da NASA , culminando em um retorno humano à superfície lunar, progredindo para uma base tripulada perto do polo sul lunar. Enquanto isso, numerosas missões não tripuladas também estarão em vigor - cada missão Artemis sozinha liberará vários CubeSats lunares - e a ESA estará colocando seu Argonaut European Large Logistics Lander .
Essas missões não estarão apenas na Lua ou ao redor dela ao mesmo tempo, mas muitas vezes também estarão interagindo – potencialmente retransmitindo comunicações umas para as outras, realizando observações conjuntas ou realizando operações de encontro.
Satélites de luar a caminho
“Olhando para a exploração lunar do futuro, a ESA está desenvolvendo por meio de seu programa Moonlight um serviço de comunicação e navegação lunar ”, explica Wael-El Daly, engenheiro de sistema da Moonlight. guiá-los em seu caminho ao redor da Lua e na superfície, permitindo que eles se concentrem em suas tarefas principais. Mas também, o Moonlight precisará de uma escala de tempo comum compartilhada para conectar as missões e facilitar as correções de posição".
E o Moonlight será acompanhado na órbita lunar por um serviço equivalente patrocinado pela NASA – o Lunar Communications Relay and Navigation System . Para maximizar a interoperabilidade, esses dois sistemas devem empregar a mesma escala de tempo, juntamente com as muitas outras missões tripuladas e não tripuladas que eles apoiarão.
Fixando o tempo para fixar a posição
Jörg Hahn, engenheiro-chefe do Galileo da ESA e também consultor sobre os aspectos do tempo lunar, comenta: "A interoperabilidade do tempo e dos quadros de referência geodésicos foi alcançada com sucesso aqui na Terra para sistemas globais de navegação por satélite; todos os smartphones de hoje são capazes de fazer uso do GNSS existente para calcular a posição de um usuário até o nível do metro ou mesmo do decímetro.
"A experiência desse sucesso pode ser reutilizada para os sistemas lunares técnicos de longo prazo que virão, embora a cronometragem estável na Lua apresente seus próprios desafios - como levar em consideração o fato de que o tempo passa em um ritmo diferente taxa lá devido à gravidade específica da Lua e efeitos de velocidade.
Definir hora global
A navegação precisa exige cronometragem rigorosa. Isso ocorre porque um receptor de navegação por satélite determina sua localização convertendo os tempos que vários sinais de satélite levam para alcançá-lo em medidas de distância – multiplicando o tempo pela velocidade da luz.
Todos os sistemas terrestres de navegação por satélite, como o Galileo da Europa ou o GPS dos Estados Unidos, funcionam em seus próprios sistemas de temporização distintos, mas estes possuem deslocamentos fixos relativos uns aos outros até alguns bilionésimos de segundo, e também ao UTC Universal Padrão global de Tempo Coordenado.
Substituto do horário de Greenwich, o UTC faz parte de todas as nossas vidas diárias: é o horário usado para padrões de Internet, bancos e aviação, bem como experimentos científicos precisos, mantidos pelo Bureau International de Poids et Mesures (BIPM), com sede em Paris .
O BIPM calcula o UTC com base em entradas de coleções de relógios atômicos mantidos por instituições em todo o mundo, incluindo o centro técnico ESTEC da ESA em Noordwijk, Holanda e o centro de controle de missão ESOC em Darmstadt, Alemanha.
Desenhando a cronologia lunar
Entre os tópicos atuais em debate está se uma única organização deveria ser igualmente responsável por definir e manter o tempo lunar. E também, se o tempo lunar deve ser definido de forma independente na Lua ou mantido sincronizado com a Terra.
A equipe internacional que trabalha no assunto enfrentará problemas técnicos consideráveis. Por exemplo, os relógios na Lua funcionam mais rápido do que seus equivalentes terrestres – ganhando cerca de 56 microssegundos ou milionésimos de segundo por dia. Sua taxa exata depende de sua posição na Lua, marcando de maneira diferente na superfície lunar e na órbita.
“É claro que o sistema de tempo acordado também terá que ser prático para os astronautas”, explica Bernhard Hufenbach, membro da Equipe de Gerenciamento do Luar da Direção de Exploração Humana e Robótica da ESA. “Isso será um grande desafio em uma superfície planetária onde na região equatorial, cada dia dura 29,5 dias, incluindo noites lunares geladas de quinze dias, com toda a Terra apenas um pequeno círculo azul no céu escuro. Mas, tendo estabelecido um sistema de horário de trabalho para a Lua, podemos fazer o mesmo para outros destinos planetários”.
Finalmente, para trabalhar em conjunto adequadamente, a comunidade internacional também terá que estabelecer um 'referencial selenocêntrico' comum, semelhante ao papel desempenhado na Terra pelo Quadro de Referência Terrestre Internacional, permitindo a medição consistente de distâncias precisas entre pontos em nosso planeta. . Quadros de referência personalizados adequadamente são ingredientes essenciais dos sistemas GNSS atuais.
"Ao longo da história da humanidade, a exploração tem sido, na verdade, um dos principais impulsionadores da cronometragem aprimorada e dos modelos de referência geodésicos", acrescenta Javier. "É certamente um momento emocionante fazer isso agora para a Lua, trabalhando para definir uma escala de tempo acordada internacionalmente e uma referência selenocêntrica comum, que não apenas garantirá a interoperabilidade entre os diferentes sistemas de navegação lunar, mas também promoverá um grande número de oportunidades de pesquisa e aplicações no espaço cislunar”.
Para saber mias, acesse o link abaixo>
Fonte: Agência Espácial Europeia /
https://www.esa.int/Applications/Navigation/Telling_time_on_the_Moon
Web Science Academy; Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso (EAD) de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas” e "Conhecendo a Energia produzida no Sol".
Acompanha e divulga os conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration), ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas e tecnológicas.
Participa do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela NASA. A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e U.S Department of State.
>Autor de cinco livros, que estão sendo vendidos nas livrarias Amazon, Book Mundo e outras.
Acesse abaxo, os links das Livrarias>
https://www.amazon.com/author/heliormc57
https://publish.bookmundo.pt/site/userwebsite/index/id/helio_ricardo_moraes_cabral/allbooks
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
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