Науковці наголосили, що Місяць має переваги, яких не мають наземні лабораторії.
Науковці запропонували розмістити надстабільну лазерну систему всередині кратерів, що постійно перебувають у тіні, біля південного полюса Місяця, де екстремальний холод та майже ідеальні вакуумні умови могли б допомогти створити одну з найточніших систем вимірювання часу та навігації, коли-небудь розроблених для космосу. Про це пише Interesting Engineering.
Зазначається, що така концепція зосереджується на використанні місячних кратерів, що ніколи не отримують сонячного світла. Ці регіони залишаються у постійній темряві, а температура там сягає близько 50 кельвінів. Вчені кажуть, що такі умови зменшують вібрацію, тепловий шум та нестабільність поверхні, які здебільшого порушують роботу високоточних оптичних систем на Землі.
"В основі пропозиції лежить оптична кремнієва резонаторна порожнина. Цей пристрій дозволяє резонувати між двома дзеркалами лише певним частотам світла, стабілізуючи вихідний сигнал прив'язаного до нього лазера. Мета полягає у створенні лазера з надзвичайно стабільною частотою, яка не змінюється з часом", - пояснили у матеріалі.
Науковці зауважили, що Місяць має переваги, яких не мають наземні лабораторії. Відсутність атмосфери, знижена сейсмічна активність та стабільне теплове середовище роблять його ідеальним кандидатом для систем точних вимірювань, які потребують сильної стабільності.
Водночас фізик Джун Є, який працює в Національному інституті стандартів та технологій й JILA, наголосив, що постійно затінені кратери забезпечують унікальні умови для такої системи. Він додав, що таке середовище усуває багато джерел перешкод, які зустрічаються на Землі.
"Випромінюючи залишкове тепло з резонаторної системи у набагато холоднішу безодню космічного простору, оптичний резонатор можна додатково охолодити - без використання кріостата чи іншого обладнання - до температури 16 К. При такій температурі кремній не розширюється і не стискається під впливом незначних коливань температури, що гарантує: світло, яке потрапляє в резонатор, завжди проходить точно однакову відстань між двома дзеркалами", - йдеться у дослідженні.
Вчені запевняють, що така стабільність є критично важливою, адже навіть найменші фізичні зміни можуть вплинути на частоту лазера. На Місяці ці коливання будуть значно зменшені.
"Система працюватиме шляхом синхронізації комерційного лазера з резонансною частотою кремнієвої резонаторної системи. Після стабілізації лазер може слугувати опорним сигналом для навігації та вимірювання часу на поверхні Місяця", - додали у матеріалі.
Така технологія могла б забезпечити роботу системи позиціонування на Місяці, подібної до GPS на Землі. Також вона могла б підтримувати посадку космічних апаратів у районах з поганою видимістю та слугувати еталоном для оптичних атомних годинників, які працюють за межами Землі.
"Кілька таких місячних лазерів могли б точно вимірювати відстані між об’єктами та, можливо, виявляти екзотичні фізичні явища, такі як пульсації у просторі-часі", - кажуть вчені.
Вони також припустили, що мережа таких систем могла б підтримувати майбутні експерименти з виявлення гравітаційних хвиль через відстеження найменших змін відстані між місячними приладами.
Розгортання буде передбачати розміщення попередньо зібраних оптичних кремнієвих резонаторів у кратерах, що перебувають у постійній тіні, за допомогою робототехнічних систем або астронавтів під час майбутніх місій "Артеміда". Після чого поблизу буде встановлено лазерне джерело, яке наведуть на резонатор для забезпечення стабільності частоти.
"У разі успіху система може стати основою місячного стандарту часу та забезпечити функціонування високоточних оптичних комунікаційних мереж між Землею та Місяцем. Дослідники вважають, що перші демонстрації можуть розпочатися на низькій навколоземній орбіті вже за кілька років, а розгортання на Місяці відбудеться пізніше цього десятиліття", - підсумувало Interesting Engineering.
Як писав УНІАН, раніше вчені виявили загадкові помаранчеві промені навколо далекої галактики. Як зʼясувалось, це оптичні артефакти, які називають дифракційними спайками.
Також повідомлялось, що за орбітою Плутона вчені знайшли крихітний крижаний світ з унікальною атмосферою. Цей "міні-Плутон" вважається найменшим обʼєктом Сонячної системи, але має чітко виявлену глобальну атмосферу, яка утримується силою тяжіння.