На Луне появится собственная система GPS с сантиметровой точностью

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Новость | Наука и космос

Команда физиков из Национального института стандартов и технологий США, института JILA и Лаборатории реактивного движения NASA (JPL) предложила необычное решение для использования навигации на Луне. Ученые разработали концепцию сверхстабильного лазера внутри одного из постоянно затененных кратеров на полюсах спутника, который считается к тому же одним из самых холодных мест в Солнечной системе. Навигационное устройство, использующее естественный холод небесного тела, сможет служить эталоном времени и частоты, обеспечивая посадочным модулям и луноходам сантиметровую точность позиционирования.

Автор: Google Источник: gemini.google.com

Принцип работы сверхстабильных лазеров основан на отражении светового пучка между двумя зеркалами в замкнутой полости. Точность прибора напрямую зависит от стабильности длины этой полости, которую необходимо поддерживать при чрезвычайно низких температурах в вакуумной среде, изолированной от внешних вибраций. Лунные полярные кратеры, никогда не получающие прямого солнечного света из-за минимального осевого наклона Луны (1,5°), создают именно такие условия.

Важно отметить, что главная проблема современных атомных часов и лазеров на Земле — это тепловые флуктуации, которые вызывают микроскопические изменения в размере резонаторов, тем самым снижая точность приборов. Для борьбы с этим на Земле требуются громоздкие и энергоемкие криогенные установки. На Луне же природа создала идеальные условия: в кратерах, куда миллиарды лет не заглядывало Солнце (так называемые «ловушки холода»), температура держится на стабильном уровне ниже 50 кельвинов (-223°C).

Автор: NASA Источник: commons.wikimedia.org

Согласно концепции ученых под руководством известного физика Джуна Йе, в такой кратер можно поместить полость из монокристаллического кремния длиной 21 см. В условиях лунной «вечной мерзлоты» и вакуума кремниевое ядро достигнет температурного равновесия без активного охлаждения. Это позволит лазерному лучу сохранять когерентность (стабильность фазы) более одной секунды, что на порядки превосходит возможности наземных систем.

Фактически, такой лазер станет «сердцем» лунной системы GPS. Сигнал от него позволит аппаратам синхронизировать бортовые часы и определять свое положение независимо от земных станций слежения, сигнал от которых идет с задержкой. Кроме того, сеть из нескольких таких устройств может превратить Луну в гигантский детектор гравитационных волн, способный фиксировать малейшие искажения пространства-времени, недоступные для наземных обсерваторий.

Источник: newscientist.com

Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Ученые впервые наблюдали процесс, давший начало сложной жизни на Земле: как контакт двух простых клеток изменил ход эволюции

Один из самых сложных вопросов в современной биологии — это механизм появления эукариотической клетки. Вся жизнь на Земле делится на простые микроорганизмы (бактерии и археи) и...

Архитектура преисподней: как на самом деле устроен источник магмы Йеллоустоунского супервулкана

Традиционно считалось, что под Йеллоустоуном находится мантийный плюм. Согласно этой классической концепции, глубоко в недрах планеты, на границе земного ядра и мантии, зарождается мощный...

Секрет Саграда Фамилия: почему у самого высокого храма мира предел высоты в 172 метра

В прошлой статье я писал про долгострой, и вот совпадение, тоже храм, в Таиланде. Но если Храм Истины это самый масштабный проект целиком из древесины, то Саграда Фамилия уже самый высокий...

Как первоцветы выживают в суровых условиях ранней весны

Ранняя весна в центральной полосе России — время, когда природа только пробуждается от зимнего сна. Еще в низинах лежит снег, а на полянках появляются первые цветы, это кажется настоящим...

Где находится самый старый пароход в России и почему его сохранили

На набережной Енисея в центре Красноярска стоит пароход, который по праву считается одним из самых старых сохранившихся судов России. Грузопассажирский колёсный пароход «Святитель Николай»,...