НАСА надеется точно определить воду на Луне крошечным, мощным лазером
После десятилетий оставления Луна снова ожидает посетителей. НАСА находится в нескольких днях от первого запуска Artemis, который предвещает новую эру исследования лунного. Если все пойдет на план, человечество будет иметь постоянное лунное присутствие в ближайшие годы. Отложения воды на Луне могут обеспечить важные ресурсы для поддержания астронавтов и разведка топлива на Луне и за ее пределами, но во -первых, мы должны точно знать, где эта вода находится. С этой целью инженер в Центре космических полетов в Годдарде НАСА разработал крошечный лазер, который мог бы стать ключом к отслеживанию этих отложений водного льда.
Ученые долго подозревали, что на Луне может быть вода, и последующие эксперименты подтвердили это. Тем не менее, технологии широкополосного детектора, используемые для сканирования поверхности лунной, могут только подтвердить гидратацию. Они не могут сказать разницу между водой, свободными ионами водорода и гидроксилом.
По словам доктора Берхану Бульча из Годдарда, гетеродинный спектрометр будет способен «увеличить» на необходимые частоты, чтобы рассказать разницу между этими молекулами. Тем не менее, космическая система, способная к тому, что потребует стабильного, мощного терагерца-лазера. Этого устройства не существовало, но теперь это происходит, благодаря Булче и сотрудничеству с длинноволновой фотоникой в рамках программы НАСА по инновационным исследованиям (SBIR) НАСА.
Спектрометры бывают разных ароматов, но все они работают над идеей обнаружения длин волн света, чтобы вывести химические свойства цели. Большинство спектрометров функционируют на широком диапазоне частот (например, широкополосная связь), но гетеродинный спектрометр может набрать определенные частотные диапазоны, такие как инфракрасный или терагерц. Соединение, подобное воде, которое содержит атомы водорода, излучает фотоны в диапазоне частот терагерца, поэтому на этом инструмент должен сосредоточиться. Новый лазер, разработанный в Годдарде, может сделать это, избегая недостатков других дизайнов.
До этой последней разработки можно было создать Terahertz Lasers, но они были непригодны для использования в космосе. Радио или микроволновые частоты могут быть усилены для производства импульсов терагерца с низким энергопотреблением, но эффективность низкая, а необходимые усилители теряют мощность, когда они приближаются к диапазону терагерца от двух триллионов до 10 триллионов циклов в секунду. С другой стороны, оптические лазеры могут перекачивать энергию в газы, чтобы генерировать фотоны в диапазоне терагерца, но эти системы огромны и жаждут власти, что делает их бесполезными в текущих лунных операциях.
Чтобы заполнить этот пробел, команда доктора Булча разрабатывает квантовый каскадный лазер, который является крошечным и способным работать в необходимом диапазоне частот. Он также использует некоторые из странностей квантовой механики, чтобы обойти ограничения предыдущих лазерных излучателей. Толщина полупроводниковых слоев в этом лазере определяет частоту, а не элементы в материале. Таким образом, генератор со слоями 80-100, который имеет толщину менее 10 микрометров, может генерировать все терагерц-энергичные фотоны, которые вам нужны для гетеродинового спектрометра. Булча надеется, что работа на лазере может быть закончена вовремя, чтобы помочь программе Artemis, которая может высадить людей на Луну, как только 2025 год.
Читать далее
Ученые подтверждают наличие воды на Луне
Ученые подтвердили открытие молекулярной воды на Луне. Есть ли это в форме, которую мы можем использовать? Это менее ясно.
Защитите свою конфиденциальность в Интернете с помощью 5 лучших VPN
В настоящее время инвестировать в VPN - разумный выбор, но вариантов очень много. Чтобы немного сузить круг вопросов, мы собрали пять наших самых любимых потребительских услуг.
НАСА обнаружило жизненно важную органическую молекулу на Титане
В ходе последнего анализа исследователи из НАСА определили важную, высоко реактивную органическую молекулу в атмосфере Титана. Его присутствие предполагает, что Луна может поддерживать химические процессы, которые мы обычно связываем с жизнью.
Астрономы обнаружили планету-бродягу размером с Землю, блуждающую по галактике
Астрономы идентифицировали более 4000 экзопланет, вращающихся вокруг других звезд, но всего несколько «планет-изгоев», блуждающих по галактике без звезды, которую можно было бы назвать своим домом. Новое исследование утверждает, что обнаружило один из этих миров, и это может быть небольшой каменистый мир вроде Земли.