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#夜读#【#科学家拟在月球部署超级激光#】据英国《新科学家》周刊网站2月17日报

#夜读#【#科学家拟在月球部署超级激光#】据英国《新科学家》周刊网站2月17日报道,科学家们计划在月球上最冷的陨石坑内建造一台激光器,帮助月球着陆器和漫游车实现精准导航。

超稳激光器对于高精度计时与导航系统至关重要。这类激光器通过在谐振腔内的两面镜子之间反射光束工作。光束能以高精度频率在镜子间来回反射,部分原因在于腔体尺寸几乎保持恒定,不会膨胀或收缩。为了维持光束长度稳定,这些镜子通常被置于极低温真空环境中,以隔绝外界振动。

由于月球自转时倾角较小,月球两极附近有数百个陨石坑永远无法被阳光直射。这使得这些地区异常寒冷,一些陨石坑的温度在月球冬季可能低至零下253摄氏度(接近20开尔文)。

美国实验天体物理学联合研究所(JILA)的叶军团队提出,月球上这种极寒环境,再加上天然不会发生振动、没有大气的条件,让这些陨石坑成为安放超稳激光器的理想地点,其稳定性将远超地球上任何激光器。

叶军说:“关键在于整个环境都非常稳定……即便经历夏冬交替,温度也仅在20到50开尔文之间波动。这是一个极其稳定的环境。”

叶军团队设计的月球激光器,原理与他们已在JILA实验室建造的光学谐振腔装置相似,该装置用硅材料制成腔体,并安装两面反射镜。

地球上最先进的光学谐振腔激光器,其激光光波只能保持数秒的相干性。但研究人员认为,月球激光器的相干时间至少可维持一分钟。

这一特性使其能用于多种月球任务,例如建立月球时区、协调编队飞行的卫星、利用激光测量卫星之间的距离等。叶军表示,它甚至可以为地球上的活动提供基准,因为激光从月球抵达地球只需一秒多一点。

英国开放大学的西米恩·巴伯说:“我们注意到,受光照条件限制,近期多台月球极地着陆器的着陆过程不尽如人意。利用稳定激光器辅助定位、导航与计时,能显著提升高纬度着陆的成功率。”(编译/王栋栋)