Отключение электроэнергии в NIST вызвало отклонение стандарта времени США на пять микросекунд.

Говорят, время никого не ждет. Но в середине декабря казалось, что он на время забрел в американский город Боулдер, штат Колорадо. Здесь расположен Национальный институт стандартов и технологий, известный как NIST. Институт, чьи атомные часы служат основным источником точного времени для Соединенных Штатов и одним из столпов глобальной синхронизации.

Это устройства, точность которых исчисляется не секундами или миллисекундами, а наносекундами. Точнее, общее стандартное отклонение их пробега составляет около одной наносекунды. Это миллиардная доля секунды. И именно поэтому инцидент, который пришлось признать в институте, был столь деликатным.

Когда даже резервный план терпит неудачу

Все началось в среду, 17 декабря, незадолго до полуночи по нашему времени. Район вокруг Боулдера пострадал от чрезвычайно сильных ветров, и энергетические компании в качестве меры предосторожности отключили подачу электроэнергии в более широком регионе. Кампус НИСТ оказался во тьме. Само по себе это не было драматичным, поскольку подобные институты готовы к провалам. На борт приходят резервные генераторы. Именно это и произошло.

Однако через два дня непрерывной работы сломался и генератор. Короче говоря, не повезло. Пока техническим специалистам не удалось развернуть еще один резервный источник, устройство находилось полностью без сети переменного тока примерно два часа. В этот момент «сторожи времени» оказались на последней линии обороны.

Это были аккумуляторы большой емкости. Однако они не смогли сохранить все. Приоритет был отдан наиболее чувствительным компонентам и особенно системам охлаждения, которые поддерживают атомы в часах при температурах, близких к абсолютному нулю. Без них часы вообще не работали бы. Время текло, но оно текло не идеально.

Микросекунды против наносекунд

Когда мониторинг возобновился, NIST обнаружил, что максимальное отклонение синхронизирующего сигнала достигло пяти микросекунд. Обычному человеку это кажется смешным. В конце концов, пять микросекунд — это пять миллионных секунды. Это даже близко не похоже на опоздание на встречу.

Однако в метрологии это огромная разница. Если часы обычно работают с точностью до одной наносекунды, это означает, что во время простоя они были до пяти тысяч раз менее точными, чем стандартные. Для таких областей, как научные эксперименты, точная навигация или синхронизация финансовых рынков, которые используют прямые оптические линии и рассчитывают на наносекунды, это заметный скачок. Не катастрофа, но определенная проблема.

Выключить серверы или соврать?

Джефф Шерман из НИСТ решил интересную дилемму во время кризиса. Это были интернет-серверы времени NTP, которые синхронизировали время на компьютерах по всему миру. Вопрос был простой: лучше их отключить или позволить им работать и выставлять слегка неточное время?

Решение было прагматичным. Серверы остались включенными. Причина прозаична, но убедительна. При передаче данных через общедоступный Интернет возникают естественные задержки и шумы, зачастую существенно превышающие упомянутые пять микросекунд. Для обычных пользователей Интернета это отклонение просто теряется в цифровой суете Сети.

Электроэнергию восстановили только в воскресенье вечером. Теперь инженерам предстоит тщательный анализ и постепенная перекалибровка систем. Цель ясна. Вернуть «золотой стандарт» времени туда, где ему место — на наносекундный уровень, где даже пять микросекунд кажутся вечностью.