Ученые из Национального института стандартов и технологий (NIST) и Объединенного института лабораторной астрофизики (JILA) в США предложили амбициозный проект: установить на Луне сверхстабильный лазер — источник когерентного света с практически неизменной частотой излучения. Устройство может стать основой навигационной системы по принципу GPS для лунных космических аппаратов.
Ключевой компонент системы — оптический кремниевый резонатор: кремниевый блок с зеркалами на концах, который задает стабильные частоты для лазера. Идеальное место для него — постоянно затененные кратеры на южном полюсе Луны. Там царит экстремальный холод (около 50 К) и высокий вакуум — это снижает вибрации и дрожание зеркальных поверхностей.
Я подумал: «Дай-ка я выскажу еще одну безумную идею», – но оказалось, что она не такая уж и безумная. Как только я понял, что могут предложить постоянно затененные области, я почувствовал, что это идеальная среда для сверхстабильного лазера.
В таких условиях резонатор сможет охлаждаться до 16 К (-257 °C) без криостатов — за счет излучения тепла в космос. При этой температуре кремний не расширяется и не сжимается, а расстояние между зеркалами остается неизменным. Это гарантирует стабильность частоты лазерного излучения.
После установки резонатора рядом разместят обычный лазер. Его излучение настроят на резонансную частоту резонатора — тогда лазер будет излучать свет одного неизменного цвета и сможет служить стабильным сигналом для навигации. Такая система поможет космическим аппаратам безопасно садиться в слабо освещенных районах Луны.
Проект планируют реализовать в рамках миссии «Артемида». По оценкам специалистов, резонатор могут вывести на низкую околоземную орбиту в течение двух лет, а на поверхность Луны — в течение 3−5 лет. В перспективе сеть таких лазеров позволит не только наладить навигацию, но и измерять расстояния с высокой точностью — вплоть до детектирования гравитационных волн. Предложение описано в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Ранее Наука Mail рассказывала, что на Луне обнаружены два новых минерала.
