科普时报实习记者 王文洁
“明月几时有?把酒问青天,不知天上宫阙,今夕是何年。”苏轼在千年前仰天追问的正是月球时间。什么是月球时间?月球时间如何计量?5月25日,由中国科学院国家天文台、全国空间计量技术委员会牵头开展的月球历法征名活动在北京天文馆启动,号召全社会为月球天象起名字。
在地球上,人们根据日出日落、日月运转等天象,制订出地球历法。同样,月球上的观测者所见的天体运动或天象,及其计时单位的换算关系,被称为“月球历法”,即计量月球时间的方法。
5月25日,月球历法征名活动启动在北京天文馆启动。王文洁 摄
尽管人类探测月球的活动已持续了近70年,但月球上还没有统一的时间规则。国家市场监督管理总局计量司处长陈学伟指出,当前,国际航天大国正围绕月球时间规则主导权展开激烈角逐,美国已将月球时间问题纳入“阿尔忒弥斯计划”,计划在2026年前完成规则制定并出台国际标准。在此背景下,我国率先启动月球历法命名工作,既是应对国际竞争的主动作为,更是抢占空间计量战略制高点的关键举措。
此次征名活动是回答月球现象“如何定义”的哲学命题,通过深入挖掘中华文化内涵,推动形成具有中国特色、国际认可的空间计量标准,为月球时间规则制定贡献“中国智慧”。陈学伟说。
为月球建立时间规则,涉及三个要素:时间单位、时间起点和历法,其中历法是关键组成部分,中国科学院国家天文台研究员、月球历法征名活动组委会组长平劲松介绍说。月球历法如何编制使用,目前国际上尚无确切说法。
地球上最早的历法,是为了配合先民的日常生活、祭祀活动、农业生产的需要,根据日出日落、日月运转和行星、恒星运行等周期或准周期天象,而编制或制订的计算时间方法。在月球上,基本周期天象是月球绕地球的公转和自转,月面观者能看到日升日落、月相朔望流转。对照地球历法,月球的历法单位,也有长周期、中周期和短周期的区分,以及他们之间进制规定。
“第一批月球历法征名活动,选取了月球上可以看见的、最具有代表性的4个月球周期天象——地球自转的标志物、地球朔望、日出日落、太阳与星空背景相对位置,邀请大家起名字。”北京东方计量测试研究所研究员刘民介绍说。
谈到月球历法编制的难点,平劲松坦言,这是历史上的第一次,万事开头难。另外,也有技术层面的困难,比如,月面上仅开展过少量的天文、地球观测,以及恒星的观测,目前未在月面不同区域开展过天文观测,例如可见天体的升降运动等,且不太可能通过类似地球用圭表、巨石阵列等立杆侧影、仰观俯察来实现。
当然,我们也有技术优势。平劲松进一步介绍说,例如,目前月球探测获得了月面精确的影像、参考框架,以及日-地-月-行星的相对运动历表,可以通过计算机演算的方式仿真、分析,以获得月球上不同区域可以观测到的太阳运动、地球转动和运动、恒星运动。
此外,月球历法中年周期如何定义和使用,也是一大难点。
“目前至少有4种可能的考虑:使用地球回归年、使用十二个朔望月或朔望地球的累计、使用另一个折中灵活的选择,或者放弃年。”平劲松说。
中国科学院国家天文台研究员黎耕认为,月球历法的制定,除了月、日、地运动的自然规律外,还要考虑月球上的人类活动,例如,科研、生存生活、宇宙航行、资源和能源开发利用等,毕竟历法是为人类活动服务的,不能单纯地把地球历法转移到月球上去。回归年的定义是为农业服务的,如果月球上没有这种需要,就不一定要有年周期的概念。
这也反映出另外一个困难,即生活在地球上的人们,如果仅靠设想在月球表面,很难突破惯性思维,包括对太空天体运行的态势视觉效果的认知,会无意识地把地球历法直接用于月球。“不仅公众个人如此,甚至美国都打算直接把地球上的公历用于月球时间计量,甚至在推行成为国际标准。”平劲松补充说。
虽有困难,依旧勇毅前行。我国从探索月球上可以看见的周期天象、命名天象开始,正稳步推进月球时间规则制定。
月球历法征名活动活动由中国计量测试学会、中国检验检测学会、中国宇航学会、国际无线电科学联盟URSI中国委员会Commission A联合主办。