Учёные предложили использовать постоянно затенённые кратеры у южного полюса Луны для размещения сверхстабильной лазерной системы. По мнению исследователей, экстремально низкие температуры и почти идеальный вакуум в этих районах способны создать уникальные условия для работы высокоточных навигационных и временных систем нового поколения. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Читайте: Госдума планирует ввести несколько новых запретов
Речь идет о лунных кратерах, куда никогда не попадает солнечный свет. Температура в таких областях может опускаться примерно до 50 кельвинов. Авторы проекта считают, что подобная среда позволяет значительно снизить уровень теплового шума, вибраций и нестабильности поверхности, которые на Земле мешают работе сверхточных оптических устройств.
Основой предлагаемой системы должна стать оптическая кремниевая полость. Это устройство пропускает и усиливает только определённые частоты света между двумя зеркалами, стабилизируя подключённый к нему лазер. Главная задача проекта заключается в создании лазера с максимально устойчивой частотой, не подверженной смещениям со временем.
Исследователи подчеркивают, что Луна обладает рядом преимуществ перед наземными лабораториями. Среди них — отсутствие атмосферы, крайне низкая сейсмическая активность и стабильная температурная среда. По словам физика Джуна Йе из Национального института стандартов и технологий США и исследовательского центра JILA, постоянно затенённые кратеры предоставляют практически идеальные условия для подобных технологий.
Учёный отметил, что остаточное тепло системы можно будет рассеивать напрямую в космическое пространство. Это позволит охлаждать кремниевую полость примерно до 16 кельвинов без использования сложных криогенных установок. При такой температуре кремний практически перестаёт расширяться и сжиматься даже при минимальных изменениях температуры, благодаря чему расстояние между зеркалами остаётся неизменным.
Авторы работы пояснили, что даже незначительные физические колебания способны влиять на частоту лазера. В условиях Луны такие помехи будут существенно слабее, чем на Земле. Предполагается, что система станет работать за счёт синхронизации коммерчески доступного лазера с резонансной частотой кремниевой полости.
После стабилизации лазер можно будет использовать как эталонный источник сигнала для навигации и синхронизации времени на поверхности Луны. Исследователи считают, что технология способна стать основой лунной системы позиционирования, аналогичной GPS. Кроме того, её планируют применять при посадке космических аппаратов в условиях плохой видимости и для работы оптических атомных часов за пределами Земли.
Ученые также предполагают, что сеть подобных установок поможет измерять расстояния между объектами с высокой точностью и позволит искать редкие физические явления, включая колебания пространства-времени. В перспективе такие системы могут использоваться и в экспериментах по обнаружению гравитационных волн.
Развертывание оборудования предполагает доставку заранее подготовленных кремниевых оптических полостей в затенённые кратеры при помощи роботизированных аппаратов или участников будущих миссий «Артемида». После установки рядом разместят лазерный источник, который синхронизируют с полостью для поддержания стабильной частоты.
Авторы проекта считают, что первые испытания технологии могут начаться уже в ближайшие годы на низкой околоземной орбите. Размещение системы на Луне, по их оценкам, возможно во второй половине текущего десятилетия.
Читайте также:
- Новые правила ЖКХ вступили в силу: россиянам грозит перерасчет платежей с 1 мая
- С 1 мая грозят изменения в правилах езды для российских водителей
- Названо 5 законных способов реально увеличить пенсию в 2026 году
