Wissenschaftler schlagen den Bau eines ultrastabilen Lasers in einem der permanent im Schatten befindlichen Polarkrater des Mondes vor. Hier geht es nicht um Waffen; Es geht um präzises Timing und Navigation für zukünftige Mondmissionen und möglicherweise sogar erdbasierte Anwendungen. Die Schlüsselidee: Die extreme Kälte und die nahezu vollständige Schwingungsisolation des Mondes schaffen ideale Bedingungen für einen Laser, der alle derzeit auf der Erde verfügbaren Laser übertreffen könnte.
Warum der Mond? Die Physik der Stabilität
Die Stabilität eines Lasers hängt stark von seiner Umgebung ab. Hochpräzise Laser funktionieren, indem sie einen Strahl zwischen Spiegeln in einer Vakuumkammer reflektieren. Um den Strahl konstant zu halten, muss die Kammer eine äußerst stabile Temperatur haben und frei von Vibrationen sein. Erdbasierte Laser haben damit Probleme, da Temperaturschwankungen und seismische Aktivität zu Fehlern führen.
Der Mond bietet jedoch eine Lösung. Seine Polarkrater, die aufgrund der minimalen axialen Neigung des Mondes ständig vom Sonnenlicht abgeschirmt sind, halten unglaublich niedrige Temperaturen aufrecht – manche sogar bis zu -253°C (-20 Kelvin). Dieser natürliche Tiefkühlzustand schafft in Kombination mit der fehlenden Atmosphäre des Mondes und der minimalen seismischen Aktivität eine Umgebung, in der die Laserstabilität maximiert werden könnte.
Wie es funktionieren würde: Ein optischer Mondhohlraum
Das vorgeschlagene Gerät würde optischen Hohlräumen ähneln, die bereits in Laboren auf der Erde entwickelt wurden, und aus einer Siliziumkammer mit zwei Spiegeln bestehen. Aufgrund der Stabilität des Mondes könnte der Laser jedoch die Kohärenz – das heißt, seine Lichtwellen bleiben synchron – für mindestens eine Minute aufrechterhalten, viel länger als die wenigen Sekunden, die auf der Erde erreichbar sind.
Diese erweiterte Kohärenz eröffnet mehrere Möglichkeiten:
- Mondzeitmessung: Festlegung einer genauen Zeitzone auf dem Mond.
- Satellitenkoordination: Ermöglicht hochpräzise Entfernungsmessungen zwischen Mondsatelliten.
- Erdbasierte Referenz: Bereitstellung eines stabilen Referenzpunkts für erdbasierte Zeitmesssysteme (angesichts der Signalverzögerung von 1,3 Sekunden).
Herausforderungen und zukünftige Auswirkungen
Die Umsetzung dieses Projekts wird nicht einfach sein. Der Einsatz und die Wartung eines solchen Geräts auf dem Mond stellt erhebliche technische Hürden dar. Experten wie Simeon Barber von der Open University in Großbritannien sind sich jedoch einig, dass das Konzept solide ist.
„Neueste Mondpolarlander haben aufgrund der Lichtverhältnisse suboptimale Landeereignisse erlebt, die die visuelle Navigation beeinträchtigen. Ein stabiler Laser könnte die Landezuverlässigkeit in hohen Breiten drastisch erhöhen.“
Die eisige Dunkelheit des Mondes könnte sich als unwahrscheinlicher Vorteil erweisen und die Grenzen der Präzisionstechnologie verschieben. Obwohl die Idee ehrgeizig ist, machen die potenziellen Vorteile für die zukünftige Monderkundung und sogar terrestrische Anwendungen es zu einem Konzept, das ernsthafte Überlegungen wert ist.
