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对于外部观察者而言，处于相对较强引力场中的时钟，其走时速度会慢于观察者自身手腕上的手表。同样，在较弱引力场中，每一秒的时长会短于处于较强引力场中的观察者所测量的秒长。例如，GPS卫星上的原子钟比地球表面的时钟走时更快，这是因为中地球轨道上引力的微小变化，加上卫星加速度对时间膨胀的影响，导致每天产生38微秒的净差异。
如今，NIST科学家尼尔·阿什比和比朱纳特·帕特莱设计出了一套用于火星的精确计时系统。这两位物理学家此前曾为月球设计过计时标准，该标准类似于地球的协调世界时（UTC）——UTC是全球计时标准，被天文学家和深空网络（DSN）使用，其每日精度约为100皮秒（1皮秒等于万亿分之一秒）。
基于月球自身质量以及太阳、地球和月球之间的引力相互作用等主要因素，月球表面的时间每天比地球快56微秒。但帕特莱解释说，火星的时间测量比月球更复杂：“三体问题已经极其复杂，而现在我们要处理的是四体问题——太阳、地球、月球和火星。”
由于火星质量约为地球的十分之一，其表面引力远弱于地球表面引力。利用火星探测任务收集的数据，阿什比和帕特莱估计，火星表面引力是地球的五分之一。此外，火星与太阳的距离约为1.5天文单位（AU），而地球与太阳的距离为1AU。根据引力随距离平方反比减弱的定律，火星受到的太阳引力势更弱。
更复杂的是，火星轨道的偏心率远高于地球，这使其引力势的波动更大。因此，尽管火星时钟平均每天比地球快477微秒，但在整个火星年中，这一差异每天会增减266微秒。火星年也比地球Ź..
建立这些精确、可扩展的时间框架对于未来的火星任务至关重要，包括具有历史意义的人类登陆火星。阿什比表示：“火星表面被漫游车的轨迹覆盖可能还需要几十年时间，但现在研究在其他行星和卫星上建立导航系统所涉及的问题是很有意义的。”
在这期间，地外计时对于支持商业实体和国家太空计划规划的月球任务的通信、定位和导航至关重要。因此，在地球-月球环境之外构建可扩展的计时基础设施，并创建“自主行星际时间同步”框架是一个重要目标，这项研究为太空探索迈出了关键一步。
帕特莱强调了这些发现的重要性：“现在正是探索月球和火星的好时机，我们离实现科幻小说中太阳系扩张的愿景从未如此之近。”这项研究发表在《天文学期刊》上。