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Zukunft der Raumfahrt
Welche Uhrzeit gilt auf dem Mond?

Für den Mond gibt es große Pläne. In Zukunft sollen Menschen sogar Stationen auf seiner Oberfläche errichten. Wichtig dafür ist auch die Frage, welche Uhrzeit dort oben herrscht – und so tüfteln Fachleute von NASA, ESA und Co am lunaren Zeitstandard.

Von Dirk Lorenzen | 30.01.2023
Ein Astronaut neben einem Felsen auf dem Mond
Bei den Apollo-Astronauten gab es noch keine "Mond-Zeit". Das soll sich ändern. (NASA)

Was kann auf dem Mond schief gehen, ohne eigene Mondzeit?

Ohne einheitliche Zeit könnte es am Mond bald ziemlich gefährlich werden. Aktuell kreisen nur eine Handvoll Sonden um den Mond, bald könnten es viele hundert sein. Aus etwas Feierabendverkehr wird dann Rushhour. Da muss man ganz genau wissen, auf welcher Bahn die Sonden laufen – also wann sie wo sind. Weiß man das nicht, drohen im schlimmsten Fall Kollisionen.
Dazu wäre es einmal schon beinahe gekommen: Vor anderthalb Jahren mussten eine indische und eine US-amerikanische Sonde einander ausweichen, um eine Kollision zu verhindern. Bei viel mehr Objekten wird es schnell unübersichtlich und gefährlich – vor allem, wenn Menschen an Bord sind. Für die Navigation am Mond braucht man dann eine präzise Zeit, auf die sich alle Beteiligten einigen müssen.

Wie funktioniert die Navigation am Mond denn bisher?

Im Moment werden Position und Bewegung mit großen Antennenschüsseln auf der Erde gemessen. Aus den Funksignalen der Raumsonden am Mond lässt sich ableiten, wo die Sonden sind und wie sie sich bewegen. Dann berechnet man voraus, wie sie weiter ziehen. Das ist recht aufwendig und ist bei viel mehr Missionen unmöglich. Dann braucht man eine Art Navigationssystem wie Galileo und GPS am Mond.
Für so ein System braucht man eine ganz präzise Uhrzeit. So ist das auf der Erde – und am Mond ist es nicht anders. Wie wichtig es ist, dass alle mit denselben Maßen und Einheiten arbeiten, hat die NASA schmerzlich am Mars lernen müssen. Da ist eine Raumsonde abgestürzt, weil man metrische und englische Maße durcheinander gebracht hat. Am Mond droht womöglich auch noch ein Zeit-Wirrwarr – das will man verhindern.

Könnte dort die Weltzeit gelten, die internationale Zeit hier auf der Erde?

Das ist eine Möglichkeit. Dann müsste man diese durch Atomuhren auf der Erde gelieferte Zeit zum Mond funken und damit dort die Uhren eichen. Das ist alles nicht ganz so einfach, wie es zunächst klingt. Uhren ticken unterschiedlich schnell – je nachdem wie schnell sie sich bewegen und wie nah sie großen Massen sind.
Das sind Effekte der Relativitätstheorie von Albert Einstein – alle wohl bekannt, müssen aber berechnet werden. Und man muss ständig korrigieren, denn eine Uhr auf dem Mond würde aufgrund dieser Effekte nach einem Jahr etwa 0,02 Sekunden von einer Uhr auf der Erde abweichen. Das geht natürlich nicht, denn in der Zeit bewegt sich ein Raumschiff in der Mondumlaufbahn rund 30 Meter. Das klingt nach nicht viel, könnte aber tödliche Folgen haben.
Raumschiff Orion unterwegs Richtung Mond (Zeichnung)
Nur wenige Sekunden Zeit-Abweichung bedeuten eine kilometerweite Ungenauigkeit für ein Raumschiff. (NASA)

Könnte man nicht Atomuhren auf dem Mond aufstellen?

Das wäre dann eine eigene Mondzeit und alle auf dem Mond müssten sich nur daran orientieren und nicht an Signalen von der Erde. Das ist vermutlich am einfachsten. Die ESA beginnt gerade mit der Entwicklung von Moonlight, einem Netz von Navigationssatelliten, die um den Mond herum laufen.
Die müssen alle präzise Uhren an Bord haben – und entweder an eine Mondzeit gebunden sein oder an Signale von der Erde. Das auf Milliardstel Sekunden genaue Zeitsignal, das die Moonlight-Satelliten aussenden sollen, wäre auch für Computernetzwerke auf dem Mond überragend wichtig. Auch auf der Erde funktionieren IT-Netze nur mit exakter Uhrzeit.

Unser Tag auf der Erde ist an der Sonne ausgerichtet. Auf dem Mond geht das nicht?

Für Menschen auf dem Mond wird das eine große Umstellung. Der Tag auf dem Mond, also die Zeit von einem Sonnenaufgang zum nächsten, dauert nicht 24 Stunden, sondern fast 30 Tage. Menschen müssen sich also an einen „künstlichen“ Tagesablauf streng nach der Uhrzeit halten – der Tag- und Nachtrhythmus passt nicht.
Das wäre eines fernen Tages auf dem Mars anders: Dort dauert der Tag 24,5 Stunden. Das passt ganz gut für Menschen. Der Mars ist auch so weit weg, dass Zeitsignale von der Erde etwas unsicher wären – da wäre eine eigene Marszeit vermutlich am besten. Vielleicht übt man das in den nächsten Jahren auf dem Mond. Der Mond ist ja für viele Aspekte eine Art „Mars-Sandkasten“, um technische Prozesse zu üben – das gilt auch für die Zeit.