Data: Wtorek, 16 lipca 2013, 08:06

Międzyplanetarny laser pomiarowy

W ostatnim numerze Applied Physics Letters opisano długodystansowy wysoce precyzyjny system laserowy do pomiaru odległości pomiędzy planetami. Obecnie precyzyjne lasery są wykorzystywane do mierzenia odległości pomiędzy Ziemią a Księżycem.To systemy pasywne, w których spadek mocy sygnału wynosi 1/R⁴, gdzie R to odległość.

Yijiang Chen, Kevin M. Birnbaum oraz Hamid Hemmati z Jet Propulsion Laboratory proponują aktywny system, w którym spadek mocy sygnału wynosi jedynie 1/R². Nadawałby się on zatem do pomiarów na znacznie większe odległości. Nowy system charakteryzuje dokładność pomiaru poniżej milimetra. Jak zapewniają uczeni z JPL, wydajność ich systemu jest o ponad trzy rzędy wielkości lepsza od wydajności obecnie stosowanych najbardziej zaawansowanych laserowych systemów do pomiaru odległości w przestrzeni kosmicznej.

Nowa technika zakłada wykorzystanie na każdym końcu mierzonego dystansu odbiornika-nadajnika. Każdy z nich nadaje i odbiera impulsy lasera. Pomiar czasu podróży impulsu świetlnego pozwoli na mierzenie odlgełości.

Uczeni przetestowali swój system w laboratorium i poza nim na naszej planecie. Dokładność pomiaru wynosi 0,14 mm. Naukowcy sądzą, że atmosfera wpłynie negatywnie na dokładnośc, jednak utrzyma się ona poniżej 1 mm.

Największym problemem będzie zsynchronizowanie obu nadajników. Zostanie ono wykonane dzięki międzyplanetarnym laserom komunikacyjnym oraz krótkim rzadko wysyłanym impulsom laserowym. Naukowcy planują przeprowadzenie w przyszłości testów systemu synchronizowania.

Dokładne pomiary laserowe pozwolą np. stwierdzić, czy jądro Marsa jest stałe czy płynne, umożliwią przetestowanie wielu praw fizyki, takich jak np. zasada równoważności mówiąca, że masa bezwładna jest równoważna i równa masie grawitacyjnej. Naukowcy będą mogli też sprawdzić czy wszechświat rozszerza się coraz szybciej, czy istnieją dodatkowe wymiary sprawdzą też teorie opisujące grawitację. Badania takie mogą również rzucić nowe światło na naszą wiedzę dotyczącą ewolucji planet, atmosfery czy oceanów.

Mariusz Błoński