منخفض ٢٢٣ درجة مئوية والظلام الأبدي: يقترح العلماء تثبيت نظام تحديد المواقع بالليزر على القمر مباشرةً في الكهوف.

نهج جديد للتنقل القمري: الليزر في الكهوف المظلمة

اقترح العلماء من المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) وضع مصادر ليزر فائقة الاستقرار داخل كهوف مظلمة دائمة على قطب جنوب القمر. هدفهم هو إنشاء «GPS قمري» يتيح للرواد والروبوتات الفضائية وأجهزة الفضاء التوجيه دون مساعدة محطات أرضية.

لماذا الكهوف المظلمة؟
* البرودة القصوى – درجة الحرارة في هذه الانخفاضات تنخفض إلى −223 °C، وهو أبعد من سطح بلوتو.
* الفراغ العالي جدًا وعدم الاهتزاز – الظروف الطبيعية التي تضمن استقرار الرنانات دون الحاجة لتبريد كريوجيني أو عزل اهتزاز معقد.
* الظل الدائم – بفضل ميل محور القمر القليل، تبقى الكهوف مظلمة إلى الأبد، ما يجعلها بيئة مثالية للليزر عالي الدقة.

التكنولوجيا
يعتمد النظام على رنان بصري من السيليكون: ينعكس الشعاع عدة مرات بين مرآتين ثابتتين المسافة. هذا يضمن تردد إشعاع شبه غير متغير ويجعل الليزر ساعة زمنية موثوقة.

> «بمجرد أن أدرك أن المناطق المظلمة يمكن أن توفر مثل هذه الاستقرار، رأيت فيها بيئة مثالية لليزر فائقة الاستقرار»، يُذكر المؤلف الرئيسي للبحث جون يي (Jun Ye).

كيف سيساعد ذلك في الملاحة
* سيعتمد GPS القمري على إشارات زمنية معيارية تُرسل من الكهوف.
* يمكن للمركبات الفضائية وشبكات الاتصالات استخدام هذه الإشارات مع ساعات ذرية لتحديد الموقع بدقة.
* هذا مهم بشكل خاص في القطب الجنوبي، حيث تعيق ظروف الإضاءة المعقدة الملاحة التقليدية.

السياق
تكمّل فكرة الليزر فائقة الاستقرار المقترحات الحالية من ناسا لإنشاء نظام ملاحة قمرية: أقمار مساعدة، محطات راديوية وساعات ذرية. يفتح البحث الجديد إمكانية استخدام الخصائص الطبيعية للقمر كعنصر تبريد وتثبيت «طبيعي».

نُشر نتائج الدراسة في 8 مايو في مجلة Proceedings of the National Academy of Sciences وقد تصبح خطوة حاسمة نحو الملاحة القمرية المستقلة اللازمة للبعثات الطويلة الأمد Artemis.