«ما نمیدانیم زمان چیست. زمان یک توهم است، و وقت ناهار حتی بیشتر از آن.» این جمله طنزآمیز را داگلاس آدامز بیان کرده بود. با این حال، آنچه با اطمینان میدانیم این است که زمان در فضا به شکل متفاوتی میگذرد. ساعتهای ما اکنون آنقدر دقیق شدهاند که میتوانند اختلاف زمان میان قله و دامنه یک کوه را اندازهگیری کنند. حتی میتوان تفاوت عملکرد ساعتها روی زمین و ماه را نیز سنجید و جالبتر اینکه، ماه شاید بتواند به ما کمک کند تا ابزارهای زمانسنجی حتی دقیقتری بسازیم.
اما ماه چه چیزی دارد که زمین فاقد آن است؟ پاسخ در دهانههایی نهفته است که همواره در سایه قرار دارند و دمایی فوقالعاده پایین را تجربه میکنند، فعالیت لرزهای بسیار کمتری نسبت به زمین دارند و به طور کلی محیطی آرام و باثبات فراهم میکنند. مقالهای جدید که هنوز در انتظار داوری همتاست و دو عضو شرکت «لونترونیک»—یک استارتاپ مستقر در سانفرانسیسکو که در حال توسعه زیرساختهای کوانتومی آینده برای فضاست—در نگارش آن مشارکت داشتهاند، استدلال میکند که این شرایط، مکانی ایدهآل برای ساخت یک لیزر حفره سیلیکونی برودتی است؛ دستگاهی که میتواند بهعنوان «ساعت مرجع» مستقر در ماه عمل کند.
در نزدیکی قطب جنوب ماه، مناطقی وجود دارند که هرگز نور خورشید را دریافت نمیکنند؛ دهانههایی که کف آنها در تاریکی ابدی فرو رفته است. ایده این است که حفره سیلیکونی در چنین مکانی نصب شود؛ سامانهای که در آن پرتوی لیزر میان دو آینه درون یک محفظه رفتوبرگشت میکند. اهمیت محیطی آرام و سرد در همینجاست: اندازه این حفره نباید تغییر کند و کل سامانه نیز نباید دچار لرزش شود، زیرا کوچکترین تغییر میتواند دقت زمانسنجی را مختل کند.
با این حال، حتی دهانههای تاریک ماه نیز بهاندازه کافی سرد نیستند. دمای این مناطق حدود منفی ۲۲۳.۲ درجه سانتیگراد (منفی ۳۶۹.۷ درجه فارنهایت) برآورد شده است، در حالی که این دستگاه باید به دمایی نزدیکتر به صفر مطلق برسد. با وجود این، ساخت سپرها و عایقهایی که بتوانند حفره را در دمای کاملاً مناسب نگه دارند، از نظر فنی امکانپذیر است.
این سامانه صرفاً یک ساعت علمی فوقپیشرفته نیست، بلکه کاربردهای عملی مهمی نیز خواهد داشت. زمانسنجی دقیق برای ناوبری اهمیت اساسی دارد، بهویژه در سامانههای تعیین موقعیت. چنین قابلیتی در ماه، بهخصوص در نواحی قطب جنوب که خورشید در افق پایین قرار دارد و جهتیابی بصری را دشوار میکند، بسیار ارزشمند خواهد بود.
علاوه بر این، چنین ساعتی میتواند برای زمین نیز سودمند باشد؛ چه برای بهبود سامانههای ناوبری در سطح و پیرامون سیاره ما—که حتی در برخی موارد از سیاهچالههای فوقسنگین برای کالیبراسیون بهره میگیرند—و چه برای دستیابی به زمانسنجی با دقت بسیار بالا. پیشرفتهای اخیر در استفاده از ساعتهای اتمی نوری دقت اندازهگیری را صد برابر افزایش داده و ما را به بازتعریف واحد «ثانیه» نزدیکتر کرده است. ساعت قمری میتواند در این مسیر نقشی مهم ایفا کند.
در سالهای اخیر، با توجه به برنامههای احتمالی برای اکتشاف انسانی ماه و حتی ایجاد پایگاه دائمی در آنجا، علاقه به مسئله «زمان قمری» افزایش یافته است. ما میدانیم که ساعتها در ماه نسبت به زمین با سرعت متفاوتی کار میکنند. در ماه، ساعتها روزانه حدود ۰.۰۰۰۰۵۷۵ ثانیه سریعتر از زمین جلو میروند. این بدان معناست که پس از هر ۱۰۰ هزار روز—تقریباً معادل ۲۷۴ سال—فردی که روی ماه زندگی کرده باشد، حدود ۵.۷۵ ثانیه بیشتر از فردی روی زمین پیر شده است. تا زمانی که یک «زمان هماهنگشده قمری» تعریف نشود، دانشمندان در تلاشاند زمان ماه را با زمان زمین همگامسازی کنند تا در مأموریتهای آینده دچار ناهماهنگی نشوند.
