Ο χρόνος, όπως τον αντιλαμβανόμαστε, έχει υποκειμενική διάσταση, αλλά στο Διάστημα είναι καθοριστικός για τη Γη. Μια απόκλιση λίγων δισεκατομμυριοστών του δευτερολέπτου μπορεί να προκαλέσει τεράστια προβλήματα, όπως διαταραχή του παγκόσμιου τραπεζικού συστήματος, αποπροσανατολισμό οχημάτων, ακόμα και διακοπή ρεύματος σε ολόκληρες περιοχές.

Η διατήρηση της ακρίβειας στο Διάστημα είναι εξαιρετικά δύσκολη. Ακόμη και τα ρολόγια των αστροναυτών υπόκεινται σε ακραίες πιέσεις και συνθήκες. Ο Christoph Grainger-Herr, διευθύνων σύμβουλος της IWC, δήλωσε στο Sky News ότι "η εκτόξευση από τη Γη προς το Διάστημα είναι μια ιδιαίτερα βίαιη διαδικασία". Η IWC σχεδιάζει τα ρολόγια για τον ιδιωτικό διαστημικό σταθμό της VAST, που θα εκτοξευθεί τον επόμενο χρόνο. "Δονήσεις, κραδασμοί, θερμότητα — όλα αυτά τα στοιχεία επηρεάζουν τον περίπλοκο μηχανισμό ενός ρολογιού", πρόσθεσε.

Οι δονήσεις από την καύση χιλιάδων τόνων καυσίμου είναι τόσο έντονες που μπορούν να προκαλέσουν δομικά προβλήματα ακόμη και στον πύραυλο, πόσο μάλλον σε ένα ρολόι χειρός. Αλλά και όταν οι αστροναύτες βρίσκονται σε τροχιά, αντιμετωπίζουν τη μικροβαρύτητα. Οι ωρολογοποιοί πρέπει να λαμβάνουν υπόψη πώς επηρεάζεται ο μηχανισμός του ρολογιού όταν ο αστροναύτης αιωρείται σε διάφορες θέσεις. Η απόλυτη πρόκληση έρχεται κατά τη διάρκεια των διαστημικών περιπάτων, όπου οι θερμοκρασίες κυμαίνονται από -150°C στο σκοτάδι έως πάνω από 100°C στο ηλιακό φως. Αυτές οι ακραίες διακυμάνσεις και η ραδιενέργεια μπορούν να επηρεάσουν σοβαρά τη λειτουργία ενός ρολογιού.

Ο Grainger-Herr εξηγεί: "Όταν μιλάμε για ζωτικής σημασίας εφόδια, θέλεις να γνωρίζεις πόσος χρόνος έχει περάσει από την αρχή της αποστολής, πόσο χρόνο είσαι εκεί έξω και πόσο χρόνο έχω περάσει εκτός του διαστημοπλοίου. Όλα αυτά είναι εντελώς νέες απαιτήσεις για ένα μηχανικό ρολόι σε σύγκριση με ό,τι έχουμε συνηθίσει στη Γη και στην αεροπλοΐα".

Ο Max Haot, διευθύνων σύμβουλος της VAST, τόνισε ότι κάθε εξοπλισμός στον διαστημικό σταθμό περνά από αυστηρές δοκιμές. Τα ρολόγια θα υποβληθούν σε δοκιμές πίεσης με πίνακες κραδασμών, κρούσης και ανάλυση υλικών. "Στην πραγματικότητα κάνεις υπερβολικές δοκιμές, δεν τα δοκιμάζεις απλώς στο περιβάλλον που θα αντιμετωπίσεις — αφήνεις πάντα περιθώρια ασφαλείας. Όμως τίποτα δεν συγκρίνεται με την πραγματική πτήση και αποστολή", είπε.

Η ομάδα του Grainger-Herr χρησιμοποιεί ανθεκτικά υλικά, όπως τιτάνιο αναμεμειγμένο με κεραμικό και αποσβεστήρες υψηλής έντασης, βασιζόμενη στην εμπειρία της από τη συνεργασία με πιλότους μαχητικών.

Ωστόσο, η ακριβής χρονομέτρηση των αστροναυτών είναι απλή σε σύγκριση με τη δουλειά των ρολογιών στους δορυφόρους. Ο Dr. Ramsey Faragher, διευθύνων σύμβουλος του Royal Institute of Navigation, εξηγεί: "Ο δέκτης GPS υπολογίζει τη θέση του από τη χρονική ακολουθία των σημάτων που λαμβάνει από διαφορετικούς δορυφόρους. Αν τα ρολόγια σας αποκλίνουν μεταξύ τους περισσότερο από μερικά νανοδευτερόλεπτα, τότε αρχίζουν να εμφανίζονται αισθητά σφάλματα στις θέσεις στη Γη".

Στο Διάστημα, ισχύουν και άλλοι παράγοντες. Οι δορυφόροι κινούνται με τεράστιες ταχύτητες, και σύμφωνα με τον Αϊνστάιν, όσο πιο γρήγορα κινείται ένα σώμα, τόσο πιο αργά κυλά ο χρόνος γι' αυτό. Έτσι, τα ρολόγια στους δορυφόρους φαίνονται να "τρέχουν" πιο αργά κατά 7,2 μικροδευτερόλεπτα την ημέρα. Επιπλέον, η έλλειψη βαρύτητας επιφέρει μια αντίθετη επίδραση. Ο συνδυασμός αυτών των φαινομένων σημαίνει ότι τα ρολόγια στους δορυφόρους πρέπει να "χτυπούν" 38 μικροδευτερόλεπτα πιο γρήγορα από εκείνα στη Γη, διαφορετικά οι θέσεις GPS θα αποκλίνουν έως 10 χιλιόμετρα την ημέρα.

Τα δορυφορικά ρολόγια μετρούν δονήσεις ατόμων, παρέχοντας εξαιρετικά μεγαλύτερη ακρίβεια από τα κοινά ρολόγια χαλαζία. Η σύγχρονη κοινωνία εξαρτάται από τα χρονικά σήματα του Διαστήματος για τρένα, κινητά τηλέφωνα, επικοινωνίες, ηλεκτρικά δίκτυα, τραπεζικά συστήματα και μεταφορές.

Ωστόσο, αυτά τα συστήματα είναι ευάλωτα. Πρόσφατα, ο πιλότος που μετέφερε την πρόεδρο της Ευρωπαϊκής Επιτροπής Ούρσουλα φον ντερ Λάιεν αναγκάστηκε να προσγειωθεί με χάρτες χαρτιού λόγω παρεμβολής GPS. Επιστήμονες εντόπισαν έναν δορυφόρο πάνω από τη Βαλτική Θάλασσα που παρεμβαίνει στα χρονικά σήματα από το διάστημα εδώ και περίπου μια δεκαετία. Σύμφωνα με το Sky News, περίπου 1.500 πτήσεις την ημέρα πλήττονται από παρεμβολές στο GPS. ”Το GPS είναι τόσο εύκολο στη χρήση του και τόσο εξυπηρετικό που οι άνθρωποι δεν σκέφτονται τι θα συμβεί αν πάψει να λειτουργεί”, είπε ο Dr. Harry Pointon.

Στο Εθνικό Εργαστήριο Φυσικής (NPL) στο Τέντινγκτον, επιστήμονες προσπαθούν να παρακάμψουν το Διάστημα μεταδίδοντας τον ακριβή χρόνο απευθείας μέσω οπτικών ινών. "Παρέχουμε μια εναλλακτική για το GPS, παρακάμπτοντας το διαστημικό τμήμα και μεταδίδοντας τον χρόνο απευθείας", εξήγησε ο Dr. Leon Lobo. Το NPL αναπτύσσει ένα ρολόι τόσο ακριβές, που θα έχανε μόλις ένα δευτερόλεπτο σε ολόκληρη τη διάρκεια ζωής του σύμπαντος.

Στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό, ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος (ESA) δοκιμάζει ένα ρολόι ψυχρών ατόμων, ενώ στο Porton Down αναπτύσσεται το πρώτο κβαντικό ρολόι του Ηνωμένου Βασιλείου, για να μειωθεί η εξάρτηση από τα δορυφορικά σήματα.