Vědci navrhují laserové systémy v kráterech Měsíce: Klíč k přesné navigaci a měření času ve vesmíru

Vědci představili ambiciózní plán na umístění ultrastabilního laserového systému do trvale zastíněných kráterů poblíž jižního pólu Měsíce.

Vědci představili ambiciózní plán na umístění ultrastabilního laserového systému do trvale zastíněných kráterů poblíž jižního pólu Měsíce. Cílem je využít extrémní chlad a téměř dokonalé vakuové podmínky těchto oblastí k vytvoření jednoho z nejpřesnějších systémů pro měření času a navigaci, jaký kdy byl pro vesmír navržen.

Tyto měsíční krátery, které nikdy nepřijímají sluneční světlo, udržují teploty blížící se 50 Kelvinům. Podle výzkumníků takové podmínky výrazně snižují vibrace, tepelný šum a nestabilitu povrchu, které běžně narušují vysoce přesné optické systémy na Zemi. Jádrem navrhovaného systému je optická křemíková dutina, která umožňuje rezonanci pouze specifických světelných frekvencí mezi dvěma zrcadly, čímž stabilizuje výstup laseru. Fyzik Jun Ye z Národního institutu pro standardy a technologie (NIST) a JILA zdůrazňuje, že měsíční prostředí umožňuje chlazení optické dutiny až na 16 K bez potřeby kryostatu, což zajišťuje, že křemík při drobných změnách teploty nemění svůj objem a světlo vždy urazí stejnou vzdálenost.

Jakmile je laser stabilizován, mohl by sloužit jako referenční signál pro navigaci a měření času po celém měsíčním povrchu, podobně jako systém GPS na Zemi. Technologie by mohla podporovat přistání kosmických lodí v oblastech se špatnou viditelností a poskytovat referenci pro optické atomové hodiny fungující mimo Zemi. Síť takových lunárních laserů by také mohla přesně měřit vzdálenosti mezi objekty a potenciálně detekovat exotické fyzikální jevy, jako jsou gravitační vlny. Nasazení by proběhlo pomocí robotických systémů nebo astronautů během budoucích misí Artemis, přičemž rané demonstrace by mohly začít na nízké oběžné dráze Země během několika let a lunární nasazení později v tomto desetiletí.

Úspěšné zavedení tohoto systému by mohlo položit základy pro lunární časový standard a umožnit vysoce přesné optické komunikační sítě mezi Zemí a Měsícem. Studie byla publikována v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences.