Минус 223 °C и вечная тьма: ученые предлагают установить лазерный GPS на Луне прямо в кратеры

Новый подход к лунной навигации: лазеры в затенённых кратерах

Учёные из Национального института стандартов и технологий (NIST) предложили разместить ультрастабильные лазерные источники в постоянно тёмных кратерах южного полюса Луны. Их цель – создать «лунный GPS», который позволит астронавтам, луноходам и космическим аппаратам ориентироваться без помощи наземных станций.

Почему именно затенённые кратеры?

* Экстремальный холод – температура в этих впадинах падает до −223 °C, что даже ниже, чем на поверхности Плутона.
* Сверхвысокий вакуум и отсутствие вибраций – естественные условия, которые обеспечивают стабильность резонаторов без необходимости криогенного охлаждения и сложной виброизоляции.
* Постоянная тень – благодаря малому наклону лунной оси кратеры остаются вечно затенёнными, что делает их идеальной средой для высокоточных лазеров.

Технология

В основе лежит кремниевый оптический резонатор: луч многократно отражается между двумя зеркалами, расположенными на фиксированном расстоянии. Это обеспечивает почти неизменную частоту излучения и делает лазер надёжным хронометром.

> «Как только я понял, что затенённые области могут предложить такую стабильность, я увидел в них идеальную среду для сверхстабильного лазера», – отмечает ведущий автор исследования Цзюнь Е (Jun Ye).

Как это поможет навигации

* Лунный GPS будет опираться на эталонные временные сигналы, передаваемые из кратеров.
* Спутники и коммуникационные сети смогут использовать эти сигналы в сочетании с атомными часами для точного определения местоположения.
* Это особенно важно в южном полюсе, где сложные условия освещения затрудняют традиционную навигацию.

Контекст

Идея ультрастабильных лазеров дополняет уже существующие предложения NASA по созданию лунной навигационной системы: спутники‑помощники, радиомаяки и атомные часы. Новое исследование открывает перспективу использования природных особенностей Луны как «природного» охлаждающего и стабилизирующего элемента.

Результаты работы опубликованы 8 мая в журнале *Proceedings of the National Academy of Sciences* и могут стать ключевым шагом к автономной лунной навигации, необходимой для долгосрочных миссий Artemis.