Vedci prišli s netradičným návrhom, ktorý znie ako zo sci-fi filmu. Do trvalo zatienených kráterov pri južnom póle Mesiaca chcú umiestniť ultrastabilné lasery schopné vytvoriť jeden z najpresnejších navigačných a časových systémov v histórii kozmického výskumu.

Kľúčom sú extrémne podmienky v najtemnejších častiach Mesiaca. Niektoré krátery tam nikdy nezasiahne slnečné svetlo, vďaka čomu si udržiavajú teploty okolo 50 kelvinov, teda približne mínus 223 stupňov Celzia. Práve takýto chlad a takmer dokonalé vákuum by mohli výrazne znížiť rušenie, ktoré dnes komplikuje fungovanie ultra presných optických systémov na Zemi.

Výskumníci chcú využiť špeciálnu optickú kremíkovú dutinu. Ide o zariadenie, v ktorom medzi dvoma zrkadlami rezonujú len konkrétne frekvencie svetla. Laser „uzamknutý“ na túto rezonanciu potom dokáže produkovať mimoriadne stabilný signál bez neželaných odchýlok.

Práve stabilita je pri takýchto technológiách rozhodujúca. Aj mikroskopické zmeny teploty alebo vibrácie totiž dokážu ovplyvniť frekvenciu lasera a znížiť presnosť meraní. Na Mesiaci by však podobné rušenie bolo výrazne menšie než v pozemských laboratóriách.

Vedci tvrdia, že lunárne prostredie ponúka unikátnu kombináciu výhod. Chýba tam atmosféra, seizmická aktivita je minimálna a teplotné podmienky ostávajú mimoriadne stabilné. To všetko vytvára ideálne prostredie pre technológie, ktoré potrebujú extrémnu presnosť.

Ideálne laboratórium

Fyzik Jun Ye vysvetľuje, že permanentne zatienené krátery poskytujú podmienky, ktoré je na Zemi prakticky nemožné dosiahnuť. Zvyškové teplo by sa mohlo prirodzene vyžarovať do chladného vesmíru bez potreby zložitého chladiaceho vybavenia.

Podľa neho by sa systém mohol ochladiť až na približne 16 kelvinov. Pri takejto teplote kremík prakticky nemení svoj objem ani pri drobných teplotných výkyvoch. To znamená, že svetlo by medzi zrkadlami vždy prechádzalo úplne rovnakou vzdialenosťou, čo je zásadné pre zachovanie extrémnej presnosti.

Bluefors

Výsledkom by mohol byť nový referenčný systém pre navigáciu a časové merania na Mesiaci. Vedci hovoria o základoch lunárnej alternatívy k GPS, ktorá by pomáhala budúcim misiám orientovať sa na povrchu alebo bezpečne pristávať aj v oblastiach s minimálnou viditeľnosťou.

Takáto technológia by mala význam aj pre budúce mesačné základne a astronautov programu NASA. Ak sa totiž Mesiac stane dôležitou zastávkou pre ďalší prieskum vesmíru, bude potrebovať vlastnú infraštruktúru pre komunikáciu, navigáciu a synchronizáciu času.

Pomoc pri hľadaní gravitačných vĺn

Potenciál systému však siaha ešte ďalej. Výskumníci naznačujú, že sieť podobných laserov by mohla slúžiť aj na veľmi presné merania vzdialeností medzi objektmi na Mesiaci. To by mohlo pomôcť pri experimentoch zameraných na detekciu gravitačných vĺn alebo iných exotických fyzikálnych javov.

Laserové systémy by zároveň mohli vytvoriť základ vysoko presnej optickej komunikácie medzi Zemou a Mesiacom. V praxi by to znamenalo rýchlejšie a spoľahlivejšie prenášanie dát pre budúce lunárne misie.

Nasadenie technológie by podľa vedcov prebiehalo postupne. Predmontované optické dutiny by do zatienených kráterov dopravili robotické systémy alebo astronauti budúcich misií Artemis. Následne by sa v ich blízkosti umiestnili lasery, ktoré by sa stabilizovali pomocou rezonancie v dutine.

Prvé testy pritom nemusia čakať celé desaťročia. Výskumníci odhadujú, že skoré demonštrácie technológie by mohli prebehnúť už v najbližších rokoch na nízkej obežnej dráhe Zeme. Samotné nasadenie na Mesiaci by mohlo nasledovať ešte pred koncom tejto dekády.

Čítajte viac z kategórie: Novinky