Проєкт розміщення ультрастабільного лазера у постійно затіненому кратері Місяця пропонує нову інфраструктуру надточного часу й навігації для майбутніх місячних місій.
Ідея полягає у використанні природних умов полярних кратерів, де температура сягає близько 20 кельвінів (?253°C). Такі зони майже не зазнають температурних коливань і позбавлені атмосфери. Ультрастабільний лазер працює в «оптичному резонаторі» — камері з двома дзеркалами, між якими відбивається світловий промінь. Стабільність довжини резонатора визначає точність частоти випромінювання.
Джун Є з JILA наголошує: «Усе середовище стабільне, це головне». На Землі навіть найкращі резонатори зберігають когерентність — «узгодженість фаз світлових хвиль» — лише кілька секунд. На Місяці очікується стабільність щонайменше протягом хвилини. Це означає безпрецедентну точність частотного стандарту.
Такий лазер міг би виконувати функцію еталонного джерела для систем позиціонування, навігації та синхронізації. Він здатен підтримувати координацію орбітальних апаратів і допомагати посадковим модулям у складних умовах освітлення. «Використання стабільного лазера для підтримки позиціонування… може підвищити надійність успішних посадок», — зазначає Сімеон Барбер. Промінь із Місяця досягає Землі трохи більш ніж за секунду, що відкриває можливість міжпланетної синхронізації.
Місячні кратери можуть стати природними кріогенними лабораторіями для фундаментальної метрології — науки про точні вимірювання. Хоча технічна реалізація складна, концепція поєднує планетологію та квантову оптику в єдину інфраструктурну стратегію освоєння Місяця.