火星与地球有“时差”吗

5月15日,我国首次火星探测任务天问一号探测器在火星乌托邦平原南部预选着陆区成功着陆,在火星上首次留下中国印迹,迈出了我国星际探测征程的重要一步。

已经远行将近10个月的祝融号火星车,如今正式开启在这颗遥远而神秘星球上巡视探测的“日日夜夜”……

等等,火星的一天一夜,和地球一样是24小时吗?凭直觉好像不是。那么,火星上的一天和地球上的一天, “时差”究竟差多少?

要搞清楚这个问题,必须先知道什么是“一天”? 中国科学院国家授时中心研究员童明雷告诉记者,通俗来说,星球自转一周为一天。科学家虚构了“平太阳”这样一个参照点,其运行速度等于太阳在黄道面运行的平均速度,平太阳的连续两次上中天,则成为一个平太阳日。

太阳系的行星在自转的同时,还都围绕太阳做公转运动,因此地球相对于恒星背景的运动才更加反映地球的自转。以恒星为参考,春分点连续两次上中天的时间间隔,则为一个恒星日。

因此,按照地球上定义的时间尺度,火星上的一个平太阳日为24小时39分35.244秒,地球的平太阳日则是24小时,两者之间差距39分35秒多;在更反映自转周期的恒星日方面,火星一个恒星日为24小时37分22.663秒,地球则为23小时56分4.099秒,两者之差更是达到了约41分19秒。

粗浅理解下来,火星上的一天比地球的一天大约长40分钟,相当于祝融号如果在火星上活动36天,就要比地球上的人们晚了24个小时——整整一天呐!

童明雷介绍,一个平太阳日与一个恒星日的差值,地球达到了近4分钟,显然比火星的2分多钟更大。这是因为火星的公转周期更长,达到了687天,接近地球公转周期的两倍。

“火星和地球绕太阳运行的轨道都不是正圆的而是椭圆的,火星轨道的离心率为0.0934,远高于地球轨道离心率的0.0167,使火星各季节长度更加不一致,因此更加需要建立平太阳时或恒星时。”童明雷说。

那么,如果想让祝融号在火星上和地球人过一样的24小时制,则火星的秒长就要比地球的秒长要长,平太阳日的秒长相对于地球要放大1.02749倍;而恒星日的秒长要放大1.02877倍,这个值来自地球自转速率与火星自转速率之比。

换算起来好像有些复杂。要不,祝融号,还是好好过你的“火星时间”吧。

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