Равнение на Луну: почему лучшим местом для навигационной системы будущего названы лунные кратеры

Лунные кратеры, укрытые от солнечных лучей вечной тьмой, могут превратиться в самые точные лаборатории человечества. Идея использовать экстремальный холод естественных "морозильников" Луны для стабилизации сверхточных лазеров переводит астронавигацию в новую плоскость.

Фото: Pravda.Ru by Marina Lebedeva is licensed under Free for commercial use

Радиотелескоп и луна

Холод как фундамент точности

Представьте, что вы пытаетесь попасть лучом лазера в игольное ушко с расстояния в тысячи километров. На Земле сама атмосфера, вибрации почвы и перепады температур делают эту задачу практически невыполнимой без потери фокуса. Инженеры предлагают спрятать лазерные системы в лунных кратерах у южного полюса. Здесь царит вечная тень, а температура замирает на отметке около 50 кельвинов.

"Стабильность лазерного излучения критически зависит от частоты резонанса в полости. Любое тепловое расширение материала — это микроскопическая, но фатальная ошибка в расчетах. Вакуум и сверхнизкие температуры естественной лунной среды решают проблему деградации характеристик, с которой мы постоянно сталкиваемся в земных павильонах", — отметил в беседе с Pravda.Ru учёный-физик Дмитрий Лапшин.

Кремний в роли идеального эталона

Сердце системы — оптическая кремниевая полость. В земных условиях даже малейшее колебание температуры меняет размеры физического тела. Стоит кремнию "почувствовать" тепло, как зеркала чуть сдвигаются. Резонанс сбивается. Лазер "плывет", теряя свою идеальную частоту.

На Луне избыточное тепло уходит прямиком в открытый космос. Температура оборудования падает до 16 кельвинов. Кристаллическая решетка кремния замирает, как замороженная в янтаре муха. Стабильность размеров обеспечивает стабильность частоты. Никакого "дрейфа", никакой коррекции ошибок.

Как отмечают аналитики, освоение Луны странами-партнерами немыслимо без подобных высокоточных систем синхронизации, позволяющих связать воедино автономные базы и орбитальные модули.

Навигация будущего и гравитационные волны

Зачем городить огород на спутнике? Стабилизированный лазер — это идеальный эталон времени. Лунная система навигации, по точности превосходящая земной GPS, станет возможной только благодаря таким "часам". Мы сможем определять координаты на поверхности с точностью до миллиметров.

"Использование лунных недр для размещения детекторов гравитационных волн — это логичный шаг. Отсутствие атмосферных помех и тектонической активности позволяет улавливать сверхслабые сигналы, которые на Земле просто утопают в гуле транспорта и движения океанских волн", — подчеркнул в беседе с Pravda.Ru астрофизик Алексей Руднев.

Когда-то физики не могли разгадать природу потока частиц из глубин космоса целое столетие. Сегодня инструменты, подобные лунному лазеру, дают надежду на то, что "невидимые" процессы Вселенной станут наблюдаемыми.

Ответы на популярные вопросы о лунных лазерных системах

Почему выбран именно Южный полюс?

Там есть кратеры, куда солнечный свет не проникал миллиарды лет, что гарантирует стабильно экстремально низкие температуры.

Чем кремний лучше других материалов?

Кремний обладает уникальным коэффициентом теплового расширения, который при температурах около 16 кельвинов становится практически нулевым.

Поможет ли это в навигации для будущих миссий?

Да, это станет базой для создания локальной лунной системы координат, аналогичной земному GPS.

Велика ли сейсмическая активность на Луне?

Она ничтожно мала по сравнению с земной, что делает Луну идеальной "тихой гаванью" для сверхчувствительных оптических устройств.

Читайте также

• На обратной стороне Солнца произошло то, что заставило ученых срочно следить за поворотом звезды
• Взлом биологического кода: как ученые собираются программировать иммунитет растений
• Гигантский тоннель под Венерой может стать убежищем для будущих космических миссий
• Пекин и Брюссель впервые действуют как единый кулак — их спутник готовится к секретной миссии в космосе
• Климатологи ошиблись в прогнозах: скрытая катастрофа в Атлантике идет на 60% быстрее