Розрахунок простий: створити ультимативно точну систему відліку часу та навігації для далеких космічних місій, використавши природні переваги супутника. Усе впирається в умови. У місячних«пастках темряви» температура стабільно тримається на рівні якихось 50 Кельвінів. Для чутливої високонової оптики це ідеальний притулок, адже тут немає земного теплового шуму, сейсмічної нестабільності поверхні та вібрацій, які постійно збивають налаштування приладів на Землі, пише Іnteresting Еngineering.
Читайте также: На основі ШІ. Apple впроваджує нові функції для людей з інвалідністю
Серцем нової технології має стати оптичний кремнієвий резонатор. Його завдання — пропускати між двома дзеркалами лише строго визначені світлові частоти, що дозволяє «намертво» зафіксувати сигнал підключеного лазера. Отриманий промінь матиме частоту, яка взагалі не дрейфує з часом. Місяць тут виграє у будь-якої земної лабораторії: безповітряний простір, мінімальна сейсміка і повний термічний спокій дають той рівень стабільності, який на нашій планеті просто недосяжний.
Фізик Джун Є, який працює з JILA та Національним інститутом стандартів і технологій, пояснює: постійно затінені кратери усувають колосальну кількість перешкод.
Головна фішка в тому, що якщо скидати залишкове тепло резонатора в крижану безодню космосу, систему можна самоохолодити до 16 К. Для цього не потрібні важкі кріостати чи додаткова апаратура. А за такої температури кремній перестає реагувати на мікроскопічні коливання середовища — він не стискається і не розширюється. Значить, дистанція між дзеркалами всередині резонатора залишається абсолютно незмінною, що й гарантує стабільність світлової хвилі. Навіть найменший фізичний зсув на Землі міняє частоту лазера, але на Місяці ці коливання зводяться майже до нуля.
Працюватиме це так: звичайний лазер, який можна купити на ринку, синхронізують із резонансною частотою кремнієвої порожнини. Стабілізований таким чином промінь стане опорним сигналом для координації та відліку часу на всій місячній території.
Читайте также: До зустрічі в суді. Fortnite повертається в App Store по всьому світу
Фактично, йдеться про створення локального місячного аналога GPS. Ця інфраструктура закриє питання з посадкою кораблів у зонах із нульовою видимістю та забезпечить базою оптичні атомні годинники поза межами Землі.
Якщо розставити кілька таких лазерних точок, з’явиться можливість вимірювати відстані між об’єктами з похибкою в лічені мікрони. А це вже крок до фіксації екзотичних фізичних явищ — наприклад, брижів простору-часу. Крім того, мережа приладів зможе працювати як детектор гравітаційних хвиль, фіксуючи найменші рухи місячного ґрунту та інструментів.
Технічно розгортання планують реалізувати під час наступних етапів програми Artemis. Роботи або астронавти доставлять готові блоки резонаторів прямо вглиб темних кратерів, а лазерне джерело встановлять неподалік.
У разі успіху людство отримає єдиний місячний стандарт часу та надшвидкісні канали оптичного зв’язку між Землею та її супутником. Перші прототипи вчені хочуть протестувати на низькій навколоземній орбіті вже за кілька років, а повноцінний старт місії на Місяці намічений на кінець цього десятиліття.
Читайте также: Під шаром сміття. В Єгипті знайшли давню схованку з муміями людей і котів
