Naukowcy proponują zbudowanie ultrastabilnego lasera w jednym z trwale zacienionych kraterów polarnych na Księżycu. Nie mówimy o broni, ale o wysokiej precyzji pomiaru czasu i nawigacji na potrzeby przyszłych misji księżycowych, a być może nawet do zastosowań naziemnych. Kluczową ideą jest to, że ekstremalnie zimno i prawie całkowita izolacja od wibracji na Księżycu stwarza idealne warunki dla lasera, który może przewyższać jakikolwiek obecny naziemny odpowiednik.
Dlaczego Księżyc? Fizyka stabilności
Stabilność lasera w dużym stopniu zależy od środowiska. Lasery o wysokiej precyzji działają poprzez odbicie wiązki pomiędzy zwierciadłami w komorze próżniowej. Aby wiązka pozostała stała, w komorze należy utrzymywać wyjątkowo stabilną temperaturę i wolną od wibracji. Lasery naziemne mają z tym trudności, ponieważ wahania temperatury i aktywność sejsmiczna wprowadzają błędy.
Luna oferuje jednak rozwiązanie. Jego kratery polarne, stale osłonięte przed światłem słonecznym przez lekkie nachylenie osi Księżyca, utrzymują niewiarygodnie niskie temperatury — niektóre nawet -253°C (-20 kelwinów)**. To naturalne, głębokie zimno w połączeniu z brakiem atmosfery i minimalną aktywnością sejsmiczną tworzy środowisko, w którym można zmaksymalizować stabilność lasera.
Jak to będzie działać: księżycowa kawitacja optyczna
Proponowane urządzenie byłoby podobne do optycznych urządzeń kawitacyjnych opracowanych już w laboratoriach na Ziemi, składających się z krzemowej komory z dwoma zwierciadłami. Jednak dzięki stabilności Księżyca laser będzie w stanie utrzymać spójność – co oznacza, że fale świetlne pozostaną zsynchronizowane – przez co najmniej jedną minutę, znacznie przekraczając kilka sekund osiągalnych na Ziemi.
Ta zwiększona spójność otwiera kilka możliwości:
- Księżycowy pomiar czasu: ustalenie dokładnej strefy czasowej na Księżycu.
- Koordynacja satelitarna: Zapewnia bardzo dokładne szacunki odległości między satelitami Księżyca.
- Punkt odniesienia uziemienia: Zapewnia stabilny punkt odniesienia dla naziemnych systemów pomiaru czasu (biorąc pod uwagę opóźnienie sygnału 1,3 sekundy).
Problemy i przyszłe implikacje
Realizacja tego projektu nie będzie łatwa. Rozmieszczenie i konserwacja takiego urządzenia na Księżycu stwarza poważne wyzwania inżynieryjne. Jednakże eksperci, tacy jak Simeon Barber z brytyjskiego Open University, zgadzają się, że koncepcja jest słuszna.
“W ostatnich księżycowych lądownikach polarnych zdarzały się nieoptymalne lądowania ze względu na warunki oświetleniowe, które wpływają na nawigację wizualną. Stabilny laser mógłby znacząco poprawić niezawodność lądowania na dużych szerokościach geograficznych.”
Mroźna ciemność Księżyca może okazać się nieprawdopodobną zaletą, która przesuwa granice precyzyjnej technologii. Choć pomysł jest ambitny, potencjalne korzyści dla przyszłych eksploracji Księżyca, a nawet zastosowań naziemnych, sprawiają, że jest to koncepcja warta poważnego rozważenia.
