Einstein relativitáselmélete megerősíti, hogy az idősebessége nem abszolút, hanem attól függ, hogy a megfigyelő milyen mozgásban van, és milyen gravitációs erőt érzékel. A Földön ezek a különbségek kicsinek tűnnek, de ahogy a holdas navigációs rendszerek egyre elterjedtebbé válnak, a relativitáselmélet gyakorlati jelentőséget nyer. A GPS műholdak atomóráit a relativitáselmélet előrejelzései szerint kell hangolni, különben óriási időeltolódások léphetnek fel, ami a helymeghatározás pontosságát nagymértékben csökkenti.

De miért fontos ez az információ? A NASA a közeljövőben embereket küld a Holdra az Artemisz-program keretében, és hosszú távú emberi jelenlétet kíván megvalósítani égi kísérőnkön. Ezért létfontosságú, hogy pontosan meghatározzák a Földön és a Holdon mért idősebesség közötti eltérést.

Az amerikai mértékegységi hivatal (NIST) munkatársai kiszámolták, hogy ez az eltérés 56 mikroszekundum (56 milliomodmásodperc) naponta, ami a Holdon gyorsabb időt eredményez, mint a Földön. Ennek oka, hogy a Hold pörgése miatt az idő ott lassabban telik, azonban a kisebb gravitációnak köszönhetően az idő gyorsul. E két ellentétes hatás kombinációja a Holdon kicsit gyorsabb időérzékelést tesz lehetővé.

Bár a mindennapi életben ez a 56 mikromásodperc elhanyagolható, valójában hatalmas jelentősége van a GPS rendszerek vakfoltjainak elkerülésében. A rádióhullámok, amelyek segítségével a GPS műholdak kommunikálnak egymással, fénysebességgel terjednek. A fény körülbelül 30 centimétert halad egy nanoszekundum (a másodperc milliárdod része) alatt, tehát 56 mikroszekundum alatt a fény közel 17 kilométert tesz meg! Ez a hatalmas különbség a navigáció szempontjából kritikusan releváns.

A NASA és más űrkutató ügynökségek rengeteg tényezőt figyelembe kell vegyenek a pontos számításokhoz, beleértve a Föld és a Hold méretbeli eltéréseit, a gömbalak-hibákat, valamint a két égitest közötti gravitációs vonzás hatását. Az uniós és egyesült államokbeli űrkutatás további fejlesztéseket ígér, amelyek még több támogatást nyújthatnak a GPS technológia tökéletesítéséhez a következő években. Hihetetlen, de igaz: a jövő navigációja akár a Holdon múlhat!