А ко измерването на времето в Космоса изостане дори само с няколко милиардни от секундата, това може да хвърли световната банкова система в хаос, да изкара автомобилите от курса им, дори да потопи части от планетата в тъмнина.
(Във видеото: Има ли смисъл от смяната на времето: Какво печелим и какво губим от 1 час разлика?)
Но да се поддържа точност там горе не е толкова просто, колкото да си водиш дневник.
Дори часовниците, които носят астронавтите, са подложени на огромно налягане и екстремни условия, които превръщат измерването на времето в истинско инженерно чудо.
Първото предизвикателство идва още преди часовниците да напуснат земната атмосфера.
„Излитането от планетата Земя към Космоса е доста бурен процес“, казва Кристоф Грайнгер-Хер, главен изпълнителен директор на швейцарския производител на луксозни часовници IWC, пред Sky News.
IWC проектира часовниците, които ще носят астронавтите на борда на новата частна космическа станция, която компанията VAST ще изстреля догодина.
„Вибрации, удари, топлина – всички тези фактори влияят върху сложните механизми на часовника“, обяснява той.
Вибрациите, причинени от хиляди тонове ракетно гориво, които изстрелват совалка от стартовата площадка, могат да бъдат толкова силни, че да предизвикат структурни проблеми в самата ракета — да не говорим за обикновен ръчен часовник.
А проблемите не спират, щом влезеш в орбита.
„Там вече трябва да се справяш с микрогравитацията“, казва Грайнгер-Хер. Часовникарите трябва да предвидят как липсата на гравитация ще се отрази на механизма, докато астронавтите се реят в различни позиции.
Най-голямото предизвикателство идва, когато астронавтите излязат в открития Космос.
Температурите извън космическата станция могат да се променят драстично — от минус 150 градуса по Целзий в сянката до над 100 градуса на слънце.
Тези резки температурни колебания, заедно с радиацията, на която са изложени астронавтите по време на космически разходки, могат сериозно да повлияят върху работата на часовника — точно когато прецизното време е жизненоважно.
Грайнгер-Хер казва:
„Когато става дума за жизнените ти запаси, трябва да знаеш точно колко време си извън кораба, колко е продължила мисията ти, колко време ти остава навън.
Всичко това са напълно нови изисквания към един механичен часовник — много различни от тези в авиацията на Земята, където си в удобен кокпит и нещата са далеч по-спокойни в сравнение с космическия полет.“
Макс Хаот, главен изпълнителен директор на VAST, компанията, която планира да изпрати първата в света търговска космическа станция в орбита догодина, добавя:
„Когато строиш космическа станция, всяко парче оборудване трябва да премине през изключително строги тестове.“
Инженерите на VAST ще подложат часовниците на сериозни изпитания преди изстрелването — с вибрационни маси, ударни тестове и материален анализ.
„Всъщност тестваш устройствата над реалните условия, не просто имитираш средата, в която ще бъдат. Но нищо не може да се сравни с реалния полет и самата мисия“, казва Хаот.
За да осигурят издръжливостта им в Космоса, екипът на Грайнгер-Хер използва опита си от работата с пилоти на бойни самолети и най-здравите материали — като титан, смесен с керамика, и високоинтензивни амортисьори.
Но да държиш един астронавт в крак с времето е дреболия в сравнение с работата на часовниците, които обикалят Земята в сателити.
Стотици такива часовници се движат в орбита, вградени в сателити, които изпращат своите времеви сигнали обратно към нас.
Без тях голяма част от съвременния живот просто би спряла.
Вземете например навигацията. Когато поискате посока на телефона си, той се свързва с поне четири сателита.
Тези сателити му казват какво е времето според тях.
Използвайки тези времеви отпечатъци и измервайки колко време е нужно сигналите да стигнат до вас, телефонът изчислява точното ви местоположение.
„GPS приемникът може да изчисли: ‘Единственият начин да получа точно тази последователност от сигнали от тези сателити е, ако се намирам точно на това място’,“ обяснява д-р Рамзи Фарагър, изпълнителен директор на Кралския институт по навигация, пред Sky News.
„Ако часовниците се разминават дори с няколко наносекунди един от друг, ще започнете да получавате видими грешки в позиционирането на Земята.“
Но в Космоса действат сили, далеч по-мощни от човешката нужда от навигация.
Когато гледате нощното небе и забележите сателит, който бавно се движи, всъщност той се носи с десетки хиляди километри в час.
„Айнщайн доказа, че колкото по-бързо се движи нещо, толкова по-бавно тече времето за него. Така че часовниците в сателитите изглеждат сякаш вървят по-бавно“, казва д-р Фарагър.
На практика тяхната скорост забавя хода на часовниците с 7,2 микросекунди на ден.
След това идва противоположната сила — гравитацията, или по-скоро липсата ѝ.
„Часовниците са на 20 000 км височина и се намират в по-слабо гравитационно поле, отколкото ние на повърхността на Земята. Това кара техните часовници да вървят малко по-бързо“, обяснява Фарагър.
Тези две противоположни сили означават, че часовниците в GPS сателитите трябва да тиктакат с около 38 микросекунди по-бързо от тези на Земята. Ако не го правеха, GPS координатите щяха да се отклоняват с до 10 километра на ден.
„Когато пуснаха първите тестови сателити, вътре имаше буквално превключвател, наречен ‘Айнщайн е прав / Айнщайн греши’. Бяха готови да изключат всички относителни корекции, ако се окаже, че Айнщайн е сбъркал.
Но, разбира се, той беше прав“, казва Фарагър.
А как се измерва микросекунда? Един обикновен кухненски часовник не може — той брои вибрациите на кварца и е достатъчно точен само за секунди.
Сателитните часовници обаче измерват вибрациите на различни атоми — метод, който е много по-прецизен.
Всеки сателит обикновено съдържа повече от един атомен часовник, за да се поддържа максимална точност.
Цели екипи от учени по време работят, за да гарантират, че космическото време остава възможно най-точно. И това е наложително — зависимостта ни от него никога не е била по-голяма.
Да хванем влак, да използваме телефоните си, комуникационните мрежи, електрическата мрежа, банкирането, логистиката — всичко разчита на времевите сигнали, идващи от Космоса.
Но системите за време, от които сме толкова зависими, са уязвими.
Наскоро пилотът, който превозвал Урсула фон дер Лайен, председателя на Европейската комисия, кацнал, използвайки хартиени карти, след като GPS системата на самолета била заглушена.
През октомври учени съобщиха, че са засекли сателит над Балтийско море, който спорадично и мощно прекъсва времевите сигнали от Космоса — и го прави от около десетилетие.
По-рано тази година Sky News съобщи, че около 1500 полета дневно вече изпитват смущения в GPS системите си.
Такива заглавия обясняват защо учени по целия свят се опитват да създадат алтернативи.
„Проблемът е, че GPS е толкова удобен и толкова добър, че хората не мислят какво ще стане, ако го няма“, казва д-р Хари Пойнтън, експерт по прецизно време и навигация.
„Моята работа е да казвам: да, глобалните навигационни системи са страхотни, но ако спрат да работят, трябва да имаме резервни варианти.
Не става дума да заменим GNSS, а да го допълним,“ добавя той.
В Националната физическа лаборатория (NPL) в Тедингтън, западен Лондон, екип се опитва изцяло да елиминира зависимостта от Космоса.
Вместо да следят дали космическите часовници са точни, метрологичните специалисти на NPL ще се опитат да предават времето директно на света чрез обширната мрежа от оптични влакна, по която се движат данни.
„Предоставяме алтернатива на GNSS, като елиминираме космическия сегмент и доставяме времето директно,“ казва д-р Леон Лобо, ръководител на Националния център по времеизмерване към NPL.
„GNSS системите са всъщност методи за разпространение на времето. Те получават времето си от лаборатории като нашата. Така че целта е да създадем нови, достъпни сигнали за потребителите, така че да не разчитат само на един източник.“
Съществуват и усилия времето да стане още по-точно.
NPL разработва часовник, толкова прецизен, че ще изостава с една секунда за цялата възраст на Вселената.
„Никой не иска по-бавен интернет или по-малко капацитет на телефона си“, казва д-р Лобо.
„Всички търсят повече скорост, по-ниска латентност и по-висока точност — а всичко това изисква все по-добро и по-добро време.“
На Международната космическа станция в момента Европейската космическа агенция тества „студен атомен часовник“, който използва лазери, за да „замрази“ атомите и така да измерва времето още по-точно, тъй като те трептят по-малко.
А в строго секретната лаборатория Porton Down се разработва първият квантов часовник на Обединеното кралство. Той ще намали зависимостта на страната от космическото време и трябва да влезе в употреба през следващите пет години.
Така че следващия път, когато закъснявате, не се тревожете твърде много — ако бяхте в Космоса, положението можеше да е много, много по-зле.
