Welke tijdsreferentie gebruiken astronauten tijdens ruimtemissies?
In een baan om de aarde kan men voor de organisatie van een missie niet op het daglicht rekenen: het internationale ruimtestation draait aan bijna 28.000 km/u rond de aarde en voltooit een volledige omloop in ongeveer 90 minuten.
Er moet dus een gemeenschappelijke referentie worden gekozen. Moet men de tijd van Houston volgen, die van Moskou, of een andere tijdzone van een van de partnercontrolecentra? Het is de gecoördineerde wereldtijd (UTC) die zich opdringt, juist omdat ze buiten die nationale logica valt.
Neutraal en losgekoppeld van elke specifieke meridiaan stelt UTC de teams op de grond, of ze nu in de Verenigde Staten, in Rusland of elders in Europa zijn gevestigd, in staat hun contacten met de bemanning te coördineren zonder tijdsverschillen te berekenen en zonder dubbelzinnigheid. Wetenschappelijke taken, momenten om met de familie te communiceren, sport- en rusttijden: alles wordt georganiseerd volgens dezelfde referentie, gemeenschappelijk voor de hele bemanning, ongeacht de nationaliteit.
Hoe ziet een dag in een baan om de aarde eruit wanneer de zon 16 keer opkomt?
De zon zestien keer per dag zien opkomen en ondergaan maakt elke organisatie op basis van de natuurlijke afwisseling van dag en nacht onmogelijk: hoe bepaal je het uur van de lunch of het slapengaan wanneer de hemel ongeveer elke vijfenveertig minuten van kleur verandert? Om dat probleem op te lossen, hebben astronauten het idee om de loop van de zon te volgen volledig losgelaten en houden ze zich uitsluitend aan UTC.
Ook de binnenverlichting van het station is ontworpen om het gebrek aan zonnesignalen op te vangen: ze wordt kunstmatig bijgestuurd om zo goed mogelijk een dag-nachtcyclus na te bootsen die het menselijk lichaam kent. Leven volgens een klok zonder zon vraagt zo een voortdurende aanpassing, waarbij de organisatie van de tijd volledig een kwestie van discipline en techniek wordt, eerder dan van natuurlijke waarneming.
Hoe organiseren bemanningen werk, slaap en maaltijden zonder natuurlijke afwisseling van dag en nacht?
De dag wordt bijna tot op de minuut ingedeeld:
- vooraf vastgelegde tijdsblokken voor wetenschappelijk werk;
- maaltijden op vaste tijdstippen, ongeacht het licht buiten;
- verplichte sportsessies om spieren en botten in gewichtloosheid te beschermen;
- momenten om met de familie te communiceren;
- het licht dat op een vast uur uitgaat, om het vallen van de nacht na te bootsen.
Ondanks die discipline melden veel bemanningen slaapproblemen en desoriëntatie, met het vreemde gevoel dat de dagen niet meer helemaal op dezelfde manier verstrijken. De klok legt de orde op, maar het lichaam heeft meer tijd nodig om die te aanvaarden, een realiteit die de medische teams op de grond nauwlettend opvolgen.
Welke instrumenten meten de tijd aan boord: van de boordklok tot de atoomklok?
Achter de synchronisatie op UTC schuilt een veel fijner mechanisme dan een gewone wandklok. Atoomklokken meten de tijd aan de hand van de trillingen van geëxciteerde atomen en bieden een stabiliteit die klassieke mechanische of elektronische mechanismen niet evenaren. Die precisie bepaalt rechtstreeks de positiebepaling van satellieten, met name die van gps, waar een afwijking van één enkele microseconde volstaat om een positie met ongeveer 300 meter te vertekenen.
Alle boordklokken van het station zijn zo gesynchroniseerd op dezelfde UTC-referentie, gedeeld met de controlecentra op de grond. Sinds april 2025 huisvest het station zelfs een set atoomklokken van het Europees Ruimteagentschap, ACES genaamd, ontworpen om de tijd gemeten in een baan om de aarde en de tijd gemeten op de grond met ongekende precisie te vergelijken.
Die nood aan nauwkeurigheid brengt ruimteagentschappen er vandaag toe tijdsreferenties te overwegen die specifiek voor de maan bedoeld zijn, en later voor andere werelden.
Waarom verstrijkt de tijd voor een astronaut niet precies zoals op aarde?
Aan boord van het internationale ruimtestation veroudert elke astronaut heel licht anders dan iemand die op aarde is gebleven. Twee krachten werken tegelijk, in tegengestelde richting.
Enerzijds vertraagt de omloopsnelheid, ongeveer 28.000 km/u, het verstrijken van de eigentijd aan boord lichtjes: dat is het effect dat Einsteins speciale relativiteitstheorie voorspelt, volgens welke een snel bewegende klok achterloopt op een stilstaande klok. Anderzijds, omdat de zwaartekracht van de aarde in een baan zwakker is dan op de grond, heeft de algemene relativiteitstheorie het omgekeerde effect: minder zwaartekracht versnelt de tijd lichtjes.
Voor het ISS weegt het snelheidseffect net iets zwaarder dan het zwaartekrachteffect, zodat astronauten van een missie terugkeren met een interne klok die marginaal achterloopt op die van de aarde. Niets merkbaars in het dagelijks leven, geen gevolgen voor slaap of maaltijden die door UTC worden geregeld, maar wel een realiteit die dankzij atoomklokken uiterst nauwkeurig wordt gemeten.
Twee begrippen moeten dus goed worden onderscheiden: de conventionele tijdsreferentie die astronauten dagelijks volgen (UTC, een praktische afspraak) en het fysieke verstrijken van de tijd, dat werkelijk afhangt van het referentiekader van waaruit men het waarneemt.
Zwaartekracht staat trouwens centraal in ons Interstellar-universum. Onze twee automatische modellen, de LUNAR 1,622 en de RED 3,721, brengen er zelfs in hun naam hulde aan: 1,622 m/s² op de maan, 3,721 m/s² op Mars. Elk bevat meteorietstof van het hemellichaam dat het voorstelt.
Hoe wordt de boordtijd ondanks dat verschil gesynchroniseerd met de aardse tijd?
Dat relativistische verschil bedraagt slechts enkele microseconden: het heeft geen enkele invloed op het uur dat aan boord wordt weergegeven of op het schema van de bemanning, en de klokken van het station hoeven er niet voor te worden gecorrigeerd.
Voor satellietpositioneringssystemen, die eveneens op atoomklokken aan boord steunen, wordt het daarentegen doorslaggevend: die klokken worden afgesteld met inachtneming van de relativistische effecten, anders zou de positiefout met ongeveer tien kilometer per dag toenemen.
Voor astronauten blijft de referentie in het dagelijks leven wel eenvoudig: geen ingewikkelde berekeningen, enkel klokken die voortdurend met de aarde zijn gesynchroniseerd, waardoor ze hun werk-, eet- en slaaptijden kunnen afstemmen op één wereldwijd schema.
Welke tijdsreferentie voor toekomstige missies naar de maan of Mars?
Toekomstige missies naar de maan of Mars werpen een nieuwe vraag op: welke tijdsreferentie neem je aan wanneer geen enkele aardse tijdzone vanzelfsprekend op een andere wereld van toepassing is?
Op Mars duurt een dag, een sol genoemd, ongeveer 24 uur en 39 minuten, een verschil dat groot genoeg is om de teams die de Marsrovers vanaf de aarde besturen hun eigen uurrooster geleidelijk aan dat verschoven ritme te laten aanpassen.
Mars neemt een bijzondere plaats in binnen onze collectie RED 3,721. Elk horloge bevat poeder van de Marsmeteoriet NWA 14269, ontdekt in 2021 in Noord-Afrika, ondergebracht in een capsule in het hart van de kast. Dit zeldzame materiaal wordt geleverd door MSG Meteorites, een Brits bedrijf met een IMCA-licentie, en gaat vergezeld van een echtheidscertificaat met spectrometrische analyse. Elk stuk uit de collectie is genummerd.
Voor de maan bestaat er vandaag geen universele tijdstandaard die eigen is aan dat hemellichaam, en eerdere missies baseerden zich op de tijd van het controlecentrum op de grond. Dat zou binnenkort kunnen veranderen: in april 2024 heeft het Witte Huis de NASA gevraagd een gecoördineerde maantijd (“Coordinated Lunar Time”) te definiëren, met als deadline eind 2026.
De maan heeft nochtans al haar historische ijkpunten. De Mare Tranquillitatis, de bekendste maanzee, is de plek waar de maanlander Eagle op 20 juli 1969 landde en zo de weg vrijmaakte voor de eerste stap van de mensheid op de maan.
Onze Lunar 1969 brengt er hulde aan: de coördinaten van de zes Apollo-missies die op de maan landden, zijn op de wijzerplaat gegraveerd, en elk horloge bevat een authentiek fragment van de maanmeteoriet NWA 11515, ontdekt in 2017 in Noordwest-Afrika. Net als bij de RED 3,721 wordt dit fragment geleverd door MSG Meteorites en vergezeld van een echtheidscertificaat met spectrometrische analyse.
Sommige van onze Lunar 1969-horloges hebben zelfs de reis naar de nabije ruimte gemaakt. Bevestigd aan een gondel die door een weerballon werd meegevoerd, stegen ze op tot de ballon op grote hoogte barstte en een parachute in werking trad. Dankzij een gps op de gondel konden de horloges worden teruggevonden, en een certificaat bevestigt elk van deze vluchten.
Deze manier om de tijd opnieuw te bekijken, ver van elk natuurlijk ijkpunt, vindt weerklank in het universum van de ruimtehorloges uit de INTERSTELLAR-collectie van Col&McArthur, een collectie horloges rond het thema ruimte die hulde brengt aan die veroveringen waarbij elke missie haar eigen tijdmeting opnieuw moest uitvinden.
“INSPIRED BY HISTORY / MADE OF MEMORY”
Bij Col&McArthur past elk uurwerk uit dit universum in die traditie: een genummerde creatie, bedacht als eerbetoon aan wie de grenzen van de mensheid moest verleggen om het onbekende te verkennen. Deze gelimiteerde collectie richt zich tot wie een horloge nooit als een gewoon accessoire beschouwt, maar als de overdracht van een ijkpunt, een herinnering, een moment uit de geschiedenis dat men om de pols draagt.
Zoals bij elke creatie van het huis gaat de aankoop gepaard met een beveiligde betaling, de mogelijkheid om in 3 keer te betalen met Alma, gratis levering wereldwijd, 2 jaar garantie en een klanttevredenheid van 4,8/5.
Veelgestelde vragen
Waarom gebruiken astronauten niet de tijd van Houston of Moskou?
Omdat UTC, neutraal en losgekoppeld van elke nationale tijdzone, elke verwarring tussen de controlecentra vermijdt en zowel de bemanning als de grondteams volgens hetzelfde schema laat werken, ongeacht hun nationaliteit.
Hoeveel zonsopgangen ziet een astronaut per dag in een lage baan om de aarde?
Ongeveer zestien, aangezien het internationale ruimtestation elke 90 minuten een volledige omloop rond de aarde maakt aan ongeveer 28.000 km/u.
Verstrijkt de tijd in de ruimte echt trager?
Ja, op een uiterst kleine schaal: de omloopsnelheid vertraagt de eigentijd van de astronaut lichtjes ten opzichte van iemand die op aarde is gebleven, een effect dat met atoomklokken wordt gemeten maar in het dagelijks leven volledig onmerkbaar is.
Bestaat er een officiële tijd voor de maan of Mars?
Nog niet voor de maan, maar de NASA heeft de opdracht gekregen er tegen eind 2026 een te definiëren; op Mars volgen de grondteams een ritme dat is afgestemd op de Marsiaanse “sol”, die ongeveer 24 uur en 39 minuten duurt.
Hoe helpt de verlichting astronauten slapen zonder natuurlijke zonnecyclus?
De kunstmatige verlichting van het station is geprogrammeerd om een dag-nachtcyclus na te bootsen, zodat het lichaam een houvast krijgt dat de hemel niet meer biedt.
