觀測日晷在月球表面的指針變化

清華美院學生：為地球授“月亮時”

來源：北京晚報 2016-11-23 孫樂琪

　　日晷，寓意最為豐滿的時間圖騰。月亮，寄托著中國人美好遐思的化身。它們之間能有交集嗎？日前，在由國防科工局舉辦的“我心向月”——月球探測載荷創(chuàng)意設計活動中，清華大學美術學院信息藝術設計系的團隊就將二者融合在一起，設計出了“地月日晷”的新穎項目，并為其詩意地取名“天涯共此時”。該項目在活動中獲得二等獎，并將作為我國月球探測后續(xù)任務科學載荷的備選方案。

　　“伴隨著‘地月日晷’指針的交匯與離別，每一個關注日晷的人都會從中感受到溫暖與期待。每一天，月亮上的日晷都會如老友般如約而至，縱然虛空萬里，也為我們帶來遠方的問候。”負責項目整體概念提出和科學驗證的路奇同學說。

“月上一日，地上一月”

　　“海上生明月，天涯共此時。”這首耳熟能詳的唐詩用天上的明月為不能共處一地的親人之間營造了“共處一時”的情感寄托。每每舉頭望月，總有人不禁要問，遠方的他是否此時此刻也在看著同一個月亮呢？從古至今，時間概念一直與天體運行的空間概念有著緊密的對應關系，因此，清華美院的同學們提出為嫦娥四號搭載一個月球版的“日晷”的想法，“以月球表面為天文觀測點，為地球上的人們授以‘月亮時’；同時通過地月互動的方式，讓地球民眾有機會在月球上留下自己的祝福，真正產生地月之間的情感寄托。”

　　為什么人們總看不到月亮的另一面？為什么一個月是30天左右？為什么月亮有陰晴圓缺？路奇介紹，在太陽系這個單恒星星系中，地球和月亮的唯一主要光源都是太陽。在月球上，也有著和在地球上相似的太陽日。“月球自轉一周的時間約等于29.32個地球日，我們可以將月球日和地球日的關系稱之為‘月上一日，地上一月’。如果進一步將月亮上的一天劃分為29個‘月球小時’，我們就得到了‘月上一時，地上一日’的對應關系。”

　　這些看似初級的月球天文問題雖然可以用文字、圖表、動畫來解釋，但是“百聞不如一見”。為了讓月球版“日晷”的升空承載更多科普的價值，清華美院的同學們讓這個嫦娥四號搭載的月面計時器以第一人稱視角傳回反饋信息，從而使得地球上的人們可以直觀感受到月亮上的日出日落是如何對應不同月相變化的。

地月互動實現情感寄托

　　路奇介紹，“天涯共此時”原理在于“在月日晷”安裝于嫦娥四號攝像頭可以拍攝到的位置。嫦娥四號的攝像頭拍攝太陽視運動造成的“指針陰影”在日晷表盤上的方向變化后，發(fā)送回地球服務器，進行月亮授時過程。

　　“天涯共此時”的方案設計主要由“在月載荷部分”和“在地互動部分”組成。其中，在月載荷部分就是在嫦娥四號的著陸器上搭載一個日晷到達月球表面，以實際著陸地點的月球經度為基準展開測量。“功能包括：拍照記錄月球上由于太陽視運動造成的指針陰影在日晷表盤上的方向變化，作為向地球提供的月球時間的直觀依據。通過公眾參與，將地球人的祝福送達月球，傳輸到在月日晷的顯示器，實現地月之間的互動。利用攝像頭對在月日晷指針的軌跡以及顯示器中的祝福文字進行記錄并傳回地球，在互聯網平臺上與公眾分享。”通過月地互動，實現真正意義上的地月情感寄托，并激發(fā)大家參與的熱情。

　　而“天涯共此時”在地互動部分則通過在地服務器收集并整理嫦娥四號攝像頭拍攝的月球日晷照片，并定時發(fā)布到社交網絡平臺，形成月球授時的儀式感。

　　路奇說，“天涯共此時”的工作狀態(tài)分為“工作模式”和“休眠模式”。“在月日晷”在“工作模式”下進行晷盤調整和晷面拍照及傳輸。由于月球背面的環(huán)境因素，日晷在夜晚進行休眠，保證每個日晝能順利工作。

“月時”可用于航海和捕魚

　　路奇介紹，月球授時的意義與定義格林尼治標準時間相似，因為在此之前一直是用觀測月相來判斷朔望月變化的。有了在月授時，則又多了一種較為精確的計量時間的方法。“月球日、月球時的定義對航海、捕魚等行業(yè)有突出的輔助作用，可以幫助人們更準確把握潮汐時間與強度之間的關系。”

　　而“月亮時間”更豐富的內涵在于探索其文化意義。日晷作為我國最古老的人工計時器縱貫千年，見證著華夏文明的發(fā)展。雖然隨著現代社會的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)日晷的實用性漸漸被更加精確便捷的計時器所取代，但作為最具中國特色的時間圖騰，日晷所蘊含的文化底蘊是其他計時工具遠遠無法企及的。“我們希望通過嫦娥四號向月球發(fā)送一個量身定制的現代科技‘日晷’，記錄嫦娥四號在月球每一個日夜的時間流逝，通過與互聯網的結合，讓地球上的我們也可以感受到‘遠隔天涯’的嫦娥四號與我們‘共度此時’。”

　　“如果可以通過互聯網的傳播方式，全程直播日晷的安置、姿態(tài)調整、校準等一系列非常具有趣味性和科技含量的過程，可以激發(fā)大眾，尤其是青少年對于航空航天、機械控制、電子信息等方面科學技術的興趣與熱愛。”清華美院的同學們認為，這種持續(xù)的科學普及對于培養(yǎng)新一代的中國科技人才有著重要意義。

編輯：苑苑