Minus 223 °C e l’oscurità eterna: gli scienziati propongono di installare un GPS laser sulla Luna direttamente nei crateri

Nuovo approccio alla navigazione lunare: laser nei crateri ombreggiati

Gli scienziati del National Institute of Standards and Technology (NIST) hanno proposto di posizionare fonti laser ultrastabili in crateri perpetuamente bui del polo sud della Luna. Il loro obiettivo è creare un «GPS lunare» che permetta agli astronauti, ai lander lunari e alle sonde spaziali di orientarsi senza l’aiuto delle stazioni terrestri.

Perché proprio i crateri ombreggiati?
* Freddo estremo – la temperatura in queste depressioni scende fino a −223 °C, anche più bassa della superficie di Plutone.
* Vacuum ultra‑alto e assenza di vibrazioni – condizioni naturali che garantiscono la stabilità dei resonatori senza necessità di raffreddamento criogenico o di complessa isolazione vibratoria.
* Ombra permanente – grazie al piccolo angolo dell’asse lunare, i crateri rimangono eternamente ombreggiati, rendendoli l’ambiente ideale per laser ad alta precisione.

Tecnologia
Il cuore è un resonatore ottico in silicio: il raggio si riflette ripetutamente tra due specchi posti a distanza fissa. Ciò garantisce una frequenza di emissione quasi invariabile e rende il laser un cronometro affidabile.

> “Non appena ho capito che le zone ombreggiate potevano offrire tale stabilità, ho visto in esse l’ambiente ideale per un laser ultrastabile”, afferma il principale autore della ricerca, Jun Ye (Zhu Yun).

Come aiuterà la navigazione
* Il GPS lunare si baserebbe su segnali temporali di riferimento trasmessi dai crateri.
* Satelliti e reti di comunicazione potrebbero utilizzare questi segnali in combinazione con orologi atomici per determinare con precisione la posizione.
* Ciò è particolarmente importante al polo sud, dove le condizioni di illuminazione complesse ostacolano la navigazione tradizionale.

Contesto
L’idea dei laser ultrastabili completa le proposte già esistenti della NASA per creare un sistema di navigazione lunare: satelliti ausiliari, baluardie radio e orologi atomici. La nuova ricerca apre la prospettiva di sfruttare le caratteristiche naturali della Luna come elemento “naturale” di raffreddamento e stabilizzazione.

I risultati sono stati pubblicati l’8 maggio nella rivista *Proceedings of the National Academy of Sciences* e potrebbero rappresentare un passo chiave verso una navigazione lunare autonoma, necessaria per le missioni a lungo termine Artemis.