Επιστήμονες προτείνουν την κατασκευή ενός λέιζερ μέσα σε κρατήρα της Σελήνης για να βοηθήσουν τις μελλοντικές αποστολές να προσεδαφίζονται με ασφάλεια στο σκοτάδι και να προσανατολίζονται. Αυτή η υπερσταθερή πηγή φωτός θα μπορούσε επίσης να μας βοηθήσει να μετράμε τον χρόνο με μεγαλύτερη ακρίβεια, όπως εξηγούν σε μελέτη τους που δημοσιεύθηκε στον διακομιστή προδημοσιεύσεων arXiv.
Η Σελήνη διαθέτει πολλές μόνιμα σκιασμένες περιοχές (PSRs), οι οποίες είναι κρατήρες στους πόλους που δε βλέπουν ποτέ το ηλιακό φως. Αυτά τα σημεία είναι ιδανικά για όργανα υψηλής ακρίβειας, καθώς είναι εξαιρετικά ψυχρά και αξιοσημείωτα «ήσυχα». Ο πλανήτης μας αντιμετωπίζει πολλές περιβαλλοντικές διαταραχές που επηρεάζουν τη σταθερότητα των λέιζερ, όπως οι δονήσεις του εδάφους και οι αλλαγές στην ατμοσφαιρική πίεση.
Το σεληνιακό σχέδιο λέιζερ
Μια διεθνής ομάδα, στην οποία συμμετέχουν ερευνητές από το NIST και το Jet Propulsion Laboratory της NASA, ανέπτυξε ένα εννοιολογικό σχέδιο για ένα σεληνιακό «κύριο ρολόι». Η πρόταση αφορά ένα κρυογονικό λέιζερ κοιλότητας πυριτίου, μια εξειδικευμένη συσκευή που χρησιμοποιεί έναν κύβο καθαρού πυριτίου για να διατηρεί τα κύματα φωτός σε απόλυτο συγχρονισμό.
Για να φτάσει το σύστημα στη μέγιστη απόδοσή του, πρέπει να διατηρείται σε σταθερή θερμοκρασία -256°C (-430°F). Παρόλο που οι κρατήρες είναι ψυχροί (περίπου -212°C ή -350°F), οι επιστήμονες σχεδιάζουν να χρησιμοποιήσουν πάνελ παθητικής ψύξης για να καλύψουν τη διαφορά.
Πώς επιτυγχάνεται η απόλυτη ακρίβεια
Το σύστημα λειτουργεί αντανακλώντας το φως λέιζερ μπρος-πίσω ανάμεσα σε δύο κάτοπτρα μέσα σε μια μικρή οπή στον κύβο πυριτίου. Επειδή ο κύβος διατηρείται στην ιδανική θερμοκρασία, δε συστέλλεται ούτε διαστέλλεται. Αυτό διατηρεί την απόσταση που διανύει το φως ακριβώς την ίδια σε κάθε αντανάκλαση, δημιουργώντας εξαιρετική ακρίβεια που θα ήταν αδύνατο να επιτευχθεί στη Γη λόγω του θορύβου και της θερμότητας.
Εργαλείο πλοήγησης και παγκόσμιος χρονισμός
Το λέιζερ θα εξέπεμπε ένα σταθερό σήμα σε ένα δίκτυο δορυφόρων σε τροχιά γύρω από τη Σελήνη, δημιουργώντας μια σεληνιακή εκδοχή του GPS.
Το σεληνιακό ρολόι θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως σημείο αναφοράς για τον συγχρονισμό των ατομικών ρολογιών σε όλο τον κόσμο, βελτιώνοντας τη χρονομέτρηση στον πλανήτη μας.
Οι ερευνητές πιστεύουν ότι η επιτυχία αυτής της αποστολής θα αποτελέσει ιστορικό ορόσημο, αποδεικνύοντας την ικανότητα της ανθρωπότητας να κατασκευάζει θεμελιώδεις κβαντικές υποδομές σε άλλο ουράνιο σώμα.