當(dāng)前，針對(duì)月球標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的定義有三種方案：一是將月球標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間直接設(shè)定為月心坐標(biāo)時(shí)；二是月球標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間具有與月球大地水準(zhǔn)面上原時(shí)相同的平均速率；三是月球標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間與地球時(shí)之間僅存在周期性變化。方案一雖然簡(jiǎn)單，但用戶在實(shí)際應(yīng)用時(shí)需要持續(xù)調(diào)整原子鐘。方案二雖易于月面用戶使用，但在月面部署和運(yùn)維原子鐘存在“高風(fēng)險(xiǎn)、高難度、高成本”的難題。方案三雖有利于使用地球?qū)Ш叫l(wèi)星信號(hào)，但也需要頻繁調(diào)整原子鐘。

　　近日，中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)提出“月面時(shí)對(duì)齊軌道”概念，解決了構(gòu)建月球標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間必須部署和運(yùn)維月面原子鐘的“高風(fēng)險(xiǎn)、高難度、高成本”難題，為實(shí)現(xiàn)月球標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間貢獻(xiàn)了“高可行、強(qiáng)韌性、易維護(hù)”的方案。

　　科研團(tuán)隊(duì)從理論上提出并論證了“月面時(shí)對(duì)齊軌道”概念，并通過(guò)數(shù)值仿真驗(yàn)證了該軌道的有效性與穩(wěn)定性。該軌道半徑約是月球半徑的1.5倍，無(wú)需事先部署月面原子鐘，也無(wú)需事中精密定軌與地面運(yùn)維支持，就可以在該軌道上同時(shí)實(shí)現(xiàn)月球標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間定義的方案一和方案二。在月面時(shí)對(duì)齊軌道上實(shí)現(xiàn)月球標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，具有高可行、強(qiáng)韌性、易維護(hù)三大優(yōu)點(diǎn)。僅需依托現(xiàn)有的成熟技術(shù)，在環(huán)月軌道即可直接實(shí)現(xiàn)月球大地水準(zhǔn)面時(shí)間，有效降低航天任務(wù)的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)削減成本。月面時(shí)對(duì)齊軌道上的原子鐘可有效抵御外界的引力擾動(dòng)。在各種擾動(dòng)影響下，該軌道上原子鐘與月面原子鐘之間的頻率偏差不超過(guò)一千萬(wàn)億分之六。月面時(shí)對(duì)齊軌道上的原子鐘在實(shí)現(xiàn)月球標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間方案一和方案二的過(guò)程中，無(wú)需駕馭調(diào)整和精密定軌支持，可大幅減輕地面運(yùn)維壓力。

　　相關(guān)研究成果發(fā)表在《天文學(xué)和天體物理學(xué)》（Astronomy and Astrophysics）上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、中國(guó)科學(xué)院等的支持。

左圖：月面時(shí)對(duì)齊軌道的示意圖；右圖：月面時(shí)對(duì)齊軌道上原子鐘與其他時(shí)間尺度之間的關(guān)系。