زمان نسبی است: تلاش‌های عمده برای کاوش سطح ماه و ساخت پایگاه‌های دائمی انسانی نیازمند فناوری زمان‌بندی دقیق است. موسسه ملی استانداردها و فناوری یک سیستم جدید “زمان قمری” را پیشنهاد می‌کند که برای آسان‌تر کردن زندگی فضانوردان – چه در ماه و چه در جاهای دیگر در فضا طراحی شده است.
در حالی که ساعت‌های اتمی سنتی محدودیت‌های دقت زمان‌سنجی را از طریق پیشرفت‌های فناوری علمی تخیلی پیش می‌برند، آن‌هایی که آینده اکتشاف فضایی را تنظیم می‌کنند، روی موضوعی کاربردی‌تر و در عین حال ماورایی تمرکز می‌کنند. ساعت‌های اتمی روی ماه سریع‌تر از ساعت‌های روی زمین حرکت می‌کنند و در هر 24 ساعت زمین، 56 میکروثانیه اضافه می‌شوند.
این اختلاف شناخته شده می تواند تلاش ها برای ایجاد حضور پایدار انسان در ماه را به خطر بیندازد، زیرا اندازه گیری دقیق زمان برای ناوبری سطحی، ارتباطات شبکه و موارد دیگر ضروری است. در زمین، ماهواره‌های GPS دارای ساعت‌های اتمی هستند که با یک مرجع زمانی مشترک هماهنگ شده‌اند و به گیرنده‌ها اجازه می‌دهند مکان و زمان را با اندازه‌گیری تاخیر در سیگنال‌های چندین ماهواره تعیین کنند.
مؤسسه ملی استاندارد و فناوری (NIST) اکنون یک سیستم GPS مانند برای ماه پیشنهاد می‌کند که دارای یک استاد جدید “زمان قمری” است که می‌تواند به عنوان مرجع زمان‌سنجی برای کل سطح ماه عمل کند. این آژانس توضیح داد که به جای اینکه ساعت ها به تدریج با زمان زمین همگام شوند، ماه با یک “منطقه زمانی” منفرد هماهنگ می شود که مطابق با گرانش پایین آن تنظیم شده است.
همانطور که نظریه نسبیت اینشتین تأیید کرد، زمان یک پدیده یکنواخت نیست و تحت تأثیر گرانش است. گرانش ماه از گرانش زمین ضعیف تر است، که باعث می شود ساعت ها کمی سریع تر تیک تیکت کنند. این طرح که توسط محققان موسسه ملی استاندارد و فناوری توسعه یافته است، شامل یک شبکه «بسیار دقیق» از ساعت‌ها است که در مکان‌های خاصی، چه در سطح ماه یا در مدار آن قرار گرفته‌اند.
این شبکه قمری به عنوان یک سیستم ناوبری شبیه به سیستم موقعیت یاب جهانی (GPS) عمل می کند و اندازه گیری های دقیقی را برای تلاش های فرود و اکتشاف سطح با استفاده از وسایل نقلیه ارائه می دهد. بدون این فناوری، فضانوردانی که در یک مکان دائمی در ماه کار می کنند به راحتی می توانند راه خود را گم کنند. به گفته بیجونات باتلا، فیزیکدان موسسه ملی استاندارد و فناوری، “هدف این است که اطمینان حاصل شود که فضاپیماها می توانند در چند متری مقصد مورد نظر خود فرود بیایند.”
سیستم ناوبری جدید برای حمایت از تلاش های ناسا برای بازگرداندن انسان ها به ماه طراحی شده است. هدف برنامه Artemis ایجاد یک حضور پایدار انسانی در ماه و در عین حال آماده شدن برای اکتشاف بیشتر مریخ و فراتر از آن است. به گفته پاتلا، چارچوب پیشنهادی توسط موسسه ملی استاندارد و فناوری ممکن است در نهایت امکان اکتشاف را نه تنها در فراسوی ماه، بلکه حتی فراتر از منظومه شمسی فراهم کند.