Plasarea unor echipamente laser ultrasensibile într-o serie de cratere selenare poate fi soluţia pentru crearea unui sistem de navigaţie de tip GPS pe Lună, permiţându-le viitorilor astronauţi ai misiunilor Artemis să navigheze cu mai multă uşurinţă suprafaţaselenară, transmite miercuri Space.com care citează un studiu realizat de cercetători de la Institutul Naţional pentru Standarde şi Thenologie (NIST) din SUA, publicat la 8 mai în jurnalul Proceedings of the National Academy of Sciences, potrivit Agerpres.
Cercetătorii NIST sunt de părere că craterele din apropierea polului sud selenar, aflate permanent în umbră, pot oferi mediul natural perfect pentru instalarea unor sisteme laser extrem de precise. Aceste lasere ar putea reprezenta baza unei structuri de navigaţie ce va putea fi folosită de astronauţi, rovere şi navele spaţiale care acţionează în mediul selenar, eliminând dependenţa acestora de sistemele terestre de navigaţie, conform NIST.
Conceptul de GPS selenar a captat atenţia NASA în contextul programului Artemis care pregăteşte revenirea pe Lună şi înfiinţarea unor baze selenare permanente. Oamenii de ştiinţă şi agenţiile spaţiale au studiat posibilităţile de dezvoltare ale unor sisteme de navigare pentru suprafaţa selenară de mai mulţi ani, fiind luate în considerare propuneri precum poziţionarea unor sateliţi de navigaţie pe orbita selenară, emiţătoare radio sau ceasuri atomice, similare tehnologiei aflate la baza sistemelor de geolocaţie terestre.
Noul studiu se bazează pe aceste eforturi mai ample, adăugând o notă neobişnuită: lasere ultrastabile adăpostite în interiorul craterelor lunare permanent umbrite. Un laser extrem de stabil produce lumină cu o frecvenţă aproape perfect constantă, permiţând mai multor lasere să măsoare cu precizie distanţele dintre obiecte – o capacitate care ar putea susţine în cele din urmă sistemele de navigaţie de pe suprafaţa selenară.
Craterele permanent umbrite nu primesc niciodată lumină directă a Soarelui din cauza înclinării axiale reduse a Lunii. Ascunse în întuneric perpetuu, aceste cratere rămân mai reci decât Pluto, cu temperaturi care scad până la aproximativ minus 223 de grade Celsius. Oamenii de ştiinţă le-au vizat de mult timp ca potenţiale rezervoare de apă îngheţată care ar putea susţine viitoarele baze selenare.
Acum, cercetătorii cred că aceleaşi condiţii dure ar putea face din cratere laboratoarele naturale ideale pentru sistemele laser de precizie. Studiul sugerează utilizarea unei cavităţi optice din siliciu – un dispozitiv care stabilizează lumina laser prin reflectarea acesteia între oglinzi separate de o distanţă incredibil de precisă.
Pe Pământ, aceste sisteme necesită răcire criogenică complexă şi izolare a vibraţiilor, deoarece chiar şi mici schimbări de temperatură pot destabiliza laserul. Totuşi, în interiorul unui crater selenar permanent umbrit, natura ar putea face o mare parte din această muncă gratuit.
Temperaturile scăzute din interiorul craterelor, combinate cu mediul natural de vid ridicat al Lunii şi nivelurile relativ scăzute de vibraţii în comparaţie cu Pământul, ar putea permite cavităţilor optice din siliciu să funcţioneze aproape fără expansiune termică – oferind stabilitatea necesară sistemelor de navigaţie care se bazează pe frecvenţe laser precise pentru a calcula poziţiile şi a urmări mişcarea în mediul selenar, potrivit comunicatului.
„De îndată ce am înţeles ce pot oferi regiunile permanent umbrite, am simţit că acesta ar fi cel mai ideal mediu pentru un laser super-stabil”, a declarat Jun Ye, autorul principal al studiului, în comunicat.
Astăzi, sateliţii de geopoziţionare tereştri transmit continuu semnale de sincronizare generate de ceasurile atomice de la bord. Receptoarele îşi calculează poziţia măsurând cât timp durează să ajungă aceste semnale de la mai mulţi sateliţi.
Navele spaţiale din jurul Lunii se bazează încă în mare măsură pe sistemele de localizare terestre, dar pe măsură ce activitatea selenară se intensifică, această abordare s-ar putea să nu mai fie practică – în special în jurul polului sud selenar unde terenul este deosebite de accidentat şi unde condiţiile dificile de iluminare complică navigarea atât pentru astronauţi, cât şi pentru exploratorii robotici.
În schimb, cercetătorii sugerează că laserele ultrastabile adăpostite în interiorul craterelor permanent umbrite ar putea servi drept referinţe de sincronizare principale pentru viitorii sateliţi selenari şi reţelele de comunicaţii, acţionând efectiv ca parte a unei infrastructuri GPS lunare.
Odată implementată în interiorul sau în apropierea unui crater selenar permanent umbrit, cavitatea optică ar stabiliza un laser din apropiere prin blocarea luminii sale la o singură frecvenţă de înaltă precizie. Cercetătorii spun că semnalul rezultat ar putea funcţiona ca un far GPS pentru navele spaţiale selenare, conectându-se în acelaşi timp cu ceasurile atomice de la bordul sateliţilor pentru a ajuta la formarea „coloanei vertebrale a primului ceas atomic optic pe o suprafaţă extraterestră”, au declarat oficialii în comunicat.
sursa – AGERPRES
