Ay’da kurulacak gelecekteki üsler, ticari görevler ve otonom madencilik operasyonları için güvenilir iletişim ve navigasyon altyapısı kritik önem taşıyor. Artemis görevleriyle birlikte Ay yüzeyinde insanlı ve insansız faaliyetlerin artması beklenirken, Dünya’daki GPS sistemine benzer hassas bir konumlandırma ağına ihtiyaç duyuluyor. Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü ile JILA araştırmacıları, bu ihtiyaca yönelik olarak Ay’ın doğal koşullarından yararlanan yeni bir sistem önerdi. Konsept, Ay’ın güney kutbuna yakın, sürekli gölgede kalan kraterlerde ultra kararlı lazerler için “optik silikon boşluk” kullanılmasına dayanıyor.
DOĞAL KRİYOJENİK ORTAM
Dünya’da yüksek hassasiyetli optik sistemlerin kurulması, sismik titreşimler, sıcaklık değişimleri ve atmosferik etkiler nedeniyle karmaşık soğutma altyapıları gerektiriyor. Bu sistemlerde kararlılığı sağlamak için pahalı kriyojenik donanımlar kullanılıyor. Araştırmacıların önerdiği sistem ise Ay’ın güneş ışığı almayan kraterlerindeki doğal soğuk ortamdan yararlanıyor. Bu bölgelerde sıcaklık 50 Kelvin seviyelerine kadar düşebiliyor. Projeyi yürüten fizikçi Jun Ye, sistemden kalan ısının doğrudan uzay boşluğuna yayılabileceğini, böylece pahalı soğutma ekipmanlarına gerek kalmadan 16 Kelvin’e kadar inilebileceğini belirtti. Bu sıcaklıkta silikonun genleşme ve büzülme etkileri büyük ölçüde ortadan kalkıyor. Böylece lazer ışığı, aynalar arasında son derece kararlı bir mesafede hareket edebiliyor.
AY YÜZEYİNDE HASSAS NAVİGASYON
Sistem, ticari olarak temin edilebilen bir lazerin, aşırı soğutulmuş silikon boşluğunun rezonans frekansına kilitlenmesiyle çalışıyor. Bu sayede zaman içinde sapması çok düşük olan bir referans sinyali elde ediliyor. Bu referans, Ay yüzeyinde görev yapacak rover’lar, madencilik araçları, iniş sistemleri ve otonom lojistik platformları için hassas zamanlama ve konumlandırma altyapısı sağlayabilir. Özellikle düşük görüş mesafesine sahip tehlikeli bölgelerde iniş ve yüzey operasyonlarının daha güvenli yürütülmesine katkı sunması hedefleniyor. Araştırmacılar, sistemin Ay’da çalışacak optik atom saatleri için de senkronizasyon merkezi olarak kullanılabileceğini belirtiyor.
ARTEMİS GÖREVLERİYLE KURULABİLİR
Önerilen ultra kararlı lazer ağı, yalnızca navigasyon için değil, derin uzay araştırmaları ve uzay-zaman dalgalanmalarının ölçümü gibi bilimsel çalışmalar için de kullanılabilir. Kurulumun, Artemis programı kapsamında Ay’a gönderilecek astronotlar veya otonom robotlar aracılığıyla yapılabileceği değerlendiriliyor. Araştırmacılar, sistemin önce alçak Dünya yörüngesinde gösterim testlerinden geçirilmesini, ardından bu on yılın sonuna doğru Ay’a kalıcı olarak yerleştirilmesini öngörüyor. Bu altyapının hayata geçirilmesi halinde, Ay yüzeyindeki ticari ve bilimsel faaliyetler için yüksek hassasiyetli zamanlama, navigasyon ve optik iletişim ağlarının temelini oluşturması bekleniyor.
