Для измерения времени на Марсе до сих пор использовались или предлагались к использованию разнообразные схемы, независимые от земного времени и земных календарей. В научной литературе используется нумерация марсианских лет, начинающаяся с 11 апреля 1955 года — дня весеннего равноденствия в северном полушарии.
Марс имеет наклон оси и период вращения схожие с земными. Поэтому на планете бывают почти такие же, как и на Земле, времена года — весна, лето, осень и зима, а продолжительность дня близка к земной. Однако год на Марсе почти вдвое длиннее, чем на Земле, а эксцентриситет орбиты значительно больше земного, из-за чего продолжительность разных времён года на Марсе может сильно отличаться, а солнечное время может отклоняться от часового времени значительно заметнее, чем на Земле.
Время суток Средняя продолжительность марсианских звездных суток составляет 24 ч 37 мин 22,663 с (если брать за основу систему единиц измерения СИ), а продолжительность солнечного дня (для обозначения которого часто употребляют термин сол, от — «солнечный») составляет 88 775,24409 секунд, или 24 ч 39 мин 35,24409 с. Указанные величины для Земли равны 23 ч 56 мин 4,0916 с и 24 ч 00 мин 00,002 с соответственно. Таким образом, можно вычислить соотношение сол/сутки, которое даёт преобразованное значение — 1,0274912510 сол/сутки. Иными словами, марсианские солнечные сутки лишь на 2,7 % длиннее земных.
С самых ранних пор при работе с космическими аппаратами на поверхности Марса и связанными с ними проектами принято следить за ходом местного солнечного времени, используя при этом 24-часовые «марсианские часы», часы, минуты и секунды которого на 2,7 % продолжительнее их стандартных (земных) соответствий. Во время работы таких миссий и аппаратов, как Mars Pathfinder, Mars Exploration Rover, Феникс и Марсианская научная лаборатория, команды операторов работали по «марсианскому времени», невзирая на земное, что означало, что рабочий график был синхронизирован с местным временем той местности, в которой аппарат совершил посадку на поверхности Марса. В результате такого подхода расписание работы каждой команды смещалось примерно на 40 минут каждый день. Наручные часы, скорректированные для работы с марсианским временем вместо земного, использовались многими участниками команды MER (Mars Exploration Rover).
Местное солнечное время имеет решающее влияние на планирование ежедневной деятельности аппаратов на Марсе. Дневной свет необходим для солнечных панелей космических аппаратов, находящихся на поверхности. Температура на поверхности резко возрастает и спадает во время восхода и заката солнца, поскольку Марс не имеет такой густой атмосферы и океанов, как Земля, которые могли бы смягчить такие температурные колебания.
Для Марса предлагалось использование альтернативных часов, однако ни одна космическая миссия не согласилась использовать какие-либо из них. К таким системам измерения времени относится, в частности, метрическое время с такими единицами, как «миллидень» и «сантидень», а также система продлённого дня (), в которой используются стандартные единицы времени, однако каждая следующая эпоха начинается после 24 ч 39 мин 35 с текущей.
Так же, как и на Земле, на Марсе практикуется свой вариант выравнивания времени, который заключается в учёте разницы между солнечным временем и точным (часовым) временем. Выравнивание времени иллюстрируется аналеммой. Из-за эксцентриситета орбиты продолжительность солнечных суток оказывается не постоянной. А учитывая то, что орбитальный эксцентриситет Марса больше эксцентриситета Земли, продолжительность суток отклоняется от среднего значения значительно сильнее, чем на Земле, а потому и выравнивание времени здесь демонстрирует значительно более сильные вариации, чем на Земле: на Марсе Солнце может двигаться по небосклону на 50 минут медленнее, или на 40 минут быстрее по сравнению с временем, которое показывают марсианские часы (на Земле соответствующие величины составляют 14 минут 22 секунды отставания и 16 минут 23 секунды ускорения).
Марс имеет нулевой меридиан, за который был принят меридиан, проходящий через небольшой кратер Эйри-0. Однако для Марса не были определены часовые пояса, которые можно было бы отсчитывать через равномерные интервалы от основного меридиана, как это делается на Земле. Поэтому до сих пор все наземные аппараты на Марсе использовали приближённое значение местного солнечного времени для удобства ориентировки во времени суток, как это делали когда-то большие города на Земле, до введения в XIX веке стандартного времени. Два марсохода, задействованные в рамках программы Mars Exploration Rover, использовали отличающиеся значения местного солнечного времени, разница между которыми составляла примерно 12 часов 1 минуту.
Надо заметить, что по современным стандартам измерения долготы на Марсе есть «планетоцентрическая долгота», которая измеряется от 0° до 360° на восток и заключается в измерении углов от центра Марса. Старый метод «планетографической долготы» заключался в измерении от 0° до 360° на запад, при этом использовались координаты, нанесённые на карту поверхности Марса.
Марсианское координированное время (MTC) MTC () — это предложенный для Марса аналог Всемирного времени (UT), принятого на Земле. Оно определяется как среднее солнечное время на Марсианском главном меридиане (то есть, в центре кратера Эйри-0). Сокращение MTC используется с намерением подчеркнуть параллель этой системы измерения времени с земным Всемирным координированным временем (UTC), однако это не совсем корректно: единственное, что отличает время UTC среди всех других видов UT — это имеющиеся в его системе високосные секунды, тогда как MTC не использует такой схемы. Если искать аналогии, то MTC более приближен к земному UT1.
Использование термина «MTC» в качестве названия планетарного стандарта времени для Марса впервые состоялось на суточных часах Mars24, настройкой которых занимался Институт космических исследований Годдарда, NASA. Этот новый термин стал заменой для предыдущего — «среднее время по Эйри» (, AMT), который был, по сути, прямым аналогом среднего времени по Гринвичу (, GMT). В астрономическом контексте, «GMT» — это устаревшее название Всемирного времени (), или UT1, если конкретизировать.
AMT до сих пор ещё не был применён как система измерения времени для официальной космической миссии. Это вызвано частично тем, что существует определённая погрешность в определении точного места расположения кратера Эйри-0 (его позиция относительно других значений долготы), а это означало, что ориентирование по AMT не позволило бы определять время настолько точно, как ориентирование по местному времени в тех точках на поверхности планеты, где проводилась исследовательская деятельность. На начальном этапе миссии Mars Exploration Rover позиционная погрешность в определении местоположения Эйри-0 соответствовала примерно 20-секундной погрешности в определении времени по AMT.
Часовые пояса Каждая миссия по высадке на поверхность Марса использовала свои собственные часовые пояса, которые соответствовали усредненному местном солнечном времени в месте высадки. На сегодня из шести успешных высадок на Марс пять в качестве временного ориентира применяли местное среднее солнечное время (LMST, от ) для места, в котором находился наземный космический аппарат, тогда как шестая высадка (Mars Pathfinder) использовала местное действительное солнечное время (LTST, от ).
Mars Pathfinder использовал местное истинное солнечное время в точке приземления. Его часовым поясом был AAT−02:13:01, где AAT — это действительное время по Эйри (), то есть истинное солнечное время в кратере Эйри-0.
Два марсохода, отправленные в ходе миссии Mars Exploration Rover, не используют истинное значения LMST в месте высадки. Для удобства в дальнейшей деятельности марсоходов этой миссии для них была определена шкала времени, которая позволила настроить часы, которые должны использоваться на каждом марсоходе, таким образом, чтобы их показания соответствовали значению истинное солнечного времени в точке, расположенной примерно на половине номинального запланированного 90-солового пути миссии. В планировании миссий такая временная схема определяется термином «гибридное местное солнечное время» (). Такие шкалы времени являются целостными с точки зрения среднего солнечного времени (фактически, каждая из них является средним временем для определённой долготы), и не нуждаются в коррекции при перемещении марсохода по поверхности планеты. Обычно марсоходы уезжают на расстояние, соответствующее несколько-секундному смещению относительно местного солнечного времени. «Спирит» использует AMT+11:00:04. Среднее время в месте его высадки — AMT+11:41:55. «Опортьюнити» использует AMT−01:01:06. Среднее время в месте его высадки — AMT−00:22:06. Ни один из этих марсоходов не сможет достичь долготы, в которой время, принятое для миссии, сравняется с местным средним временем. С научной целью используется местное действительное солнечное время (LTST).
Местное время марсохода «Кьюриосити» — AMT+09:09:46.
Ввиду того, что место расположения кратера Эйри-0 сейчас известно с гораздо большей точностью, чем когда на Марсе высадились все упомянутые марсоходы, в будущих миссиях становится технически возможным использовать удобную временну́ю схему с привязкой к среднему времени по Эйри (), вместо того, чтобы использовать полностью нестандартные часовые пояса.
Сол Термин сол () используется планетарными астрономами для определения продолжительности солнечных суток на Марсе. Продолжительность средних солнечных суток на Марсе, или же «сола», составляет 24 часа, 39 минут и 35,244 секунды.
Когда космический аппарат начинает работу на поверхности Марса, марсианские дни (солы) миссии отслеживаются с применением простого числового последовательного подсчёта. Две наземные миссии «Викинга», Mars Phoenix, а также марсоход «Кьюриосити» Марсианской научной лаборатории обозначают сол, когда марсоход высаживается на марсианскую поверхности, как «сол 0» («sol 0»), тогда как Mars Pathfinder и два марсохода миссии Mars Exploration rover обозначили время приземления как «сол 1» («sol 1»).
Хотя миссии с высадкой марсоходов дважды происходили парами, не было сделано ни одного усилия для синхронизации подсчёта солов между двумя марсоходами из каждой такой пары. Поэтому, например, хотя «Спирит» и «Опортьюнити» были отправлены для выполнения исследований на поверхности Марса одновременно, каждый из них начал подсчёт солов с момента собственной высадки, который в обоих случаях был определён как «сол 1», и в результате эти два аппарата оказались рассинхронизованными в подсчёте марсианских суток — разница составляет примерно 21 сол. «Спирит» и «Опортьюнити» находятся в долготах, разница между которыми равна 179°, поэтому, когда для одного из них наступает день, для другого наступает ночь, и каждый из них работает независимо от другого.
На Земле астрономы часто используют юлианскую дату — простой последовательный подсчёт дней — с целью хронометрии. Предложенным эквивалентом такой системы измерения времени для Марса является (MSD), который заключается текущим последовательным подсчётом солов от 29 декабря 1873 года (дата рождения астронома ). В другом варианте этой системы за дату начала отсчёта (или эпохи) предлагается выбрать 1608 год (год изобретения телескопа). Какую бы систему из этих двух ни выбрали, каждая из них имеет целью убедиться в том, что любые исторически зафиксированные события, связанные с Марсом, происходили уже после неё. Система отсчёта Mars Sol Date математически определяется по формуле MSD = (юлианская дата с использованием международного атомного времени − 2451549,5 + k)/1,02749125 + 44796,0, где k — это небольшая коррекция, равная примерно 0,00014 дня (или 12 секунд) для учёта неточности определения географического местоположения главного меридиана, который проходит через кратер Эйри-0.