지구와는 시간의 흐름이 다른 달의 시각은 어떻게 정할 수 있을까?

지구와는 시간의 흐름이 다른 달의 시각은 어떻게 정할 수 있을까?

지구상에서는 협정 세계시(coordinated universal time. 세계 각지의 표준시는 협정 세계시를 기준으로 하고 있다. UT1 세계시에 동조하도록 조정된 기준 시각을 가리킨다)가 이용되고 있어 고정밀 원자시계를 기준으로 시각이 정해져 있지만, 달의 표준시는 정해져 있지 않습니다.

 

인류를 다시 달로 보내는 아르테미스(Artemis) 계획을 비롯한 달 표면 개발의 분위기가 고조되고 있는 가운데, 전문가들은 달에서의 시간을 결정하는 틀 마련을 서두르고 있습니다.

달에는 통일된 시각이 없기 때문에 각 우주기관의 달별 미션은 자체 타임스케일을 사용하고 지구에 있는 운용자를 기준으로 '지금은 몇 시인가'를 요구하고 있습니다. 하지만 각각의 미션이 단독으로 진행되는 동안은 몰라도 여러 개의 달표면 미션이 합동으로 진행되면 불편하기 때문에 공통의 시간을 정해야 합니다.

여기서 발생하는 문제가 만국표준시가 아닌 '달 표준시'를 어떻게 정하느냐입니다. 지금까지 지구의 협정 세계시와 동기화하도록 설계된 시계 시스템이 채택될지, 지구의 시간으로부터 독립된 것이 사용할지도 정해지지 않았습니다.

2022년 11월 전 세계 우주 및 학술기관 대표자들이 네덜란드에 위치한 ESA의 유럽우주연구기술센터에 모여 달 시간의 정의 방법에 대한 제언 초안 마련에 착수했습니다. 프랑스 국제도량형국에서 시간 부문을 이끌고 있는 파트리치아 타벨라는 「조속한 결단이 필요합니다. 

 

만약 공식적인 달의 시각이 확립되지 않으면 우주기관이나 민간 우주 기업이 각각의 방식을 진행해 버릴 것입니다. 그래서 우리는 즉시 경고를 하고 공통의 시간을 정하기 위한 협력에 답해야 합니다」라고 호소하고 있습니다.

정확한 시간은 일정뿐만 아니라 위치정보에 있어서도 중요합니다. 그래서 지구상에서 위치정보 특정에 활용되고 있는 GPS와 마찬가지로 달에서도 전용 전구측위위성시스템(GNSS)이 구축하려 하고 있습니다. 각 우주기관은 2030년경까지 달 표면 GNSS를 만드는 것을 목표로 하고 있으며, NASA는 2022년 1월에 「Lunar Communications Relay and Navigation Systems(달 표면 통신 중계·측위 시스템)」를 시작했습니다. 또 11월에는 유럽우주기구(ESA)도 달 위성 측위 프로젝트 'Moonlight'를 내놓고 있습니다.

하지만 시간의 정의를 정하는 것은 쉬운 일이 아닙니다. 왜냐하면 시간이 흐르는 속도는 중력의 영향을 받으므로 지구보다 중력이 약한 달의 시간은 지구보다 빠르게 흐르기 때문입니다. NASA 고다드 우주비행센터의 항공우주 엔지니어인 셰릴 그램링에 따르면 지구 시계에 비해 달 시계는 24시간에 약 56마이크로초 빨리 가는 것으로 추정된다고 합니다.

달 표준시간을 정하려면 최소 3개의 '마스터 클락(master clock)'을 설치하고 거기서 출력된 시간을 알고리즘으로 조합해 보다 정확한 가상시계를 만들어야 합니다. 또 시간의 흐름은 시계를 두는 높이나 달의 자전 등의 영향도 받기 때문에 NASA와 ESA는 시계를 달 지표에 설치해야 할지, 달을 도는 인공위성에 탑재해야 할지에 대해 협의를 진행하고 있습니다.

이렇게 만들어진 시계시스템을 어떻게 운용할지는 앞으로 협의를 통해 결정될 예정입니다. 하나의 방안으로는 달의 시간을 지구의 UTC에 동기화하는 것을 생각할 수 있습니다. 이 방식을 채택하면 달 시간과 UTC를 정기적으로 동기화해야 하지만 지구 이용자들이 쉽게 이해할 수 있다는 장점이 있습니다. 또한 달 독자적인 시간이 채택될 가능성도 있습니다.

또한, 연구자들은 시간 결정의 더 앞으로의 구상도 짜고 있습니다. NASA는 ESA와 공동으로 '루나넷(LunaNet)'이라 불리는 틀을 만들기 시작했습니다. 이 루나넷은 달에서의 위성 내비게이션이나 통신, 컴퓨팅 시스템 등을 어느 나라에서나 이용할 수 있는 인터넷과 같은 단일 네트워크를 구축하기 위한 틀입니다.

그램링은 「갈수록 태양계 인터넷을 구축하는 것이 이상적입니다.이 태양계 인터넷의 첫 부분은 달에서 만들어질 것입니다'라고 말했습니다.

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What time is it on the Moon?
https://doi.org/10.1038/d41586-023-00185-z