Мінус 223 °C і вічна темрява: вчені пропонують встановити лазерний GPS на Місяці прямо у кратери

Новий підхід до місячної навігації: лазери у затінених кратерах

Вчені з Національного інституту стандартів і технологій (NIST) запропонували розмістити ультрастабільні лазерні джерела в постійно темних кратерах південного полюса Місяця. Їхня мета – створити «місячний GPS», який дозволить астронавтам, лунокам і космічним апаратам орієнтуватися без допомоги наземних станцій.

Чому саме затінені кратери?
* Екстремальна холодність – температура в цих впадинах падає до −223 °C, що навіть нижче, ніж на поверхні Плутона.
* Надзвичайно високий вакуум і відсутність вібрацій – природні умови, які забезпечують стабільність резонаторів без необхідності криогенного охолодження та складної виброізоляції.
* Постійна тінь – завдяки малому нахилу місячної осі кратери залишаються вічно затіненими, що робить їх ідеальним середовищем для високоточних лазерів.

Технологія
У основі лежить кремнієвий оптичний резонатор: променю багаторазово відбивається між двома дзеркалами, розташованими на фіксованій відстані. Це забезпечує майже незмінну частоту випромінювання і робить лазер надійним хронометром.

> «Як тільки я зрозумів, що затінені області можуть запропонувати таку стабільність, я побачив у них ідеальне середовище для надзвичайно стабільного лазера», – зазначає провідний автор дослідження Цзюнь Є (Jun Ye).

Як це допоможе навігації
* Місячний GPS буде опиратися на еталонні часові сигнали, передані з кратерів.
* Спутники та комунікаційні мережі зможуть використовувати ці сигнали у поєднанні з атомними годинами для точного визначення місцезнаходження.
* Це особливо важливо в південному полюсі, де складні умови освітлення ускладнюють традиційну навігацію.

Контекст
Ідея ультрастабільних лазерів доповнює вже існуючі пропозиції NASA щодо створення місячної навігаційної системи: супутники‑помічники, радіомаяки та атомні годинники. Нове дослідження відкриває перспективу використання природних особливостей Місяця як «природного» охолоджуючого і стабілізуючого елемента.

Результати роботи опубліковані 8 травня у журналі *Proceedings of the National Academy of Sciences* і можуть стати ключовим кроком до автономної місячної навігації, необхідної для довгострокових місій Artemis.