在月球及其以外建立坐标时间的相对论框架
广义相对论与量子宇宙学
2024-02-20 v1
摘要
随着人类渴望探索太阳系并研究月球、火星及其以外的遥远世界，对建立和扩展依赖于标准时钟速率的坐标时间参考的需求日益增长。根据爱因斯坦的相对论，标准时钟的速率受时钟所在位置的引力势和时钟的相对运动的影响。坐标时间参考由一个同步时钟网格建立，该网格可追溯到空间中预定点的理想时钟。这允许比较由于引力和运动学效应导致的时钟的本地时间变化。我们提出了一个相对论框架来引入月球的坐标时间。该框架还建立了由位于地球大地水准面和月球赤道上的标准时钟所确定的月球和地球坐标时间之间的关系。月球赤道附近的时钟比地球赤道附近的时钟走得快，在一个月球轨道周期内每天累计多出 56.02 微秒。然后使用该形式体系计算地月拉格朗日点处的时钟速率。精确估计跨天体的坐标时间速率差异，并利用位于相对稳定的拉格朗日点上的轨道器搭载时钟作为时间传递链路进行相互比较，对于建立可靠的通信基础设施至关重要。这种理解也为地月空间及天体表面的精确导航奠定了基础，从而在确保从地球到月球以及到内太阳系最远区域的各种定位、导航和授时 (PNT) 系统的互操作性方面发挥关键作用。
引用
@article{arxiv.2402.11150,
title = {A Relativistic Framework to Establish Coordinate Time on the Moon and Beyond},
author = {Neil Ashby and Bijunath Patla},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.11150},
year = {2024}
}