-223 °C und ewige Dunkelheit: Wissenschaftler schlagen vor, ein Laser‑GPS direkt in die Krater des Mondes zu installieren.

Neuer Ansatz zur Mondnavigation: Laser in schattigen Kratern

Wissenschaftler des National Institute of Standards and Technology (NIST) schlagen vor, ultrastabile Lasersysteme in dauerhaft dunklen Kratern am südlichen Pol des Mondes zu platzieren. Ihr Ziel ist es, ein „Mond-GPS“ zu schaffen, das Astronauten, Lander und Raumfahrzeuge ohne Hilfe von Bodensendern orientieren lässt.

Warum gerade schattige Krater?
* Extremer Kälte – die Temperaturen in diesen Vertiefungen fallen bis zu −223 °C, sogar kälter als auf der Oberfläche des Pluto.
* Überlegener Vakuumzustand und fehlende Vibrationen – natürliche Bedingungen, die Resonatoren stabil halten ohne Kryo-Kühlung oder komplexe Schwingungsisolierung.
* Dauerhafter Schatten – dank der geringen Achsneigung bleiben die Krater ewig im Dunkeln, was sie zu einer idealen Umgebung für hochpräzise Laser macht.

Technologie
Im Kern steht ein siliziumbasierter optischer Resonator: Der Strahl wird mehrfach zwischen zwei Spiegeln reflektiert, die in festem Abstand zueinander stehen. Das sorgt für eine nahezu unveränderliche Emissionsfrequenz und macht den Laser zu einem zuverlässigen Chronometer.

> „Sobald ich erkannte, dass schattige Bereiche solch Stabilität bieten können, sah ich sie als ideale Umgebung für einen ultrastabilen Laser“, so der Hauptautor der Studie Jun Ye (Zhu Yun).

Wie es die Navigation unterstützen wird
* Das Mond-GPS wird auf Referenzzeitsignale zurückgreifen, die aus den Kratern übertragen werden.
* Satelliten und Kommunikationsnetze können diese Signale in Kombination mit Atomuhren nutzen, um genaue Positionsbestimmungen zu ermöglichen.
* Dies ist besonders wichtig am südlichen Pol, wo schwierige Lichtverhältnisse die herkömmliche Navigation erschweren.

Kontext
Die Idee ultrastabiler Laser ergänzt bereits bestehende NASA-Vorschläge zur Schaffung eines Mondnavigationssystems: Hilfssatelliten, Radiopositionierung und Atomuhren. Die neue Studie eröffnet die Perspektive, natürliche Merkmale des Mondes als „natürlichen“ Kühl- und Stabilisierungselement zu nutzen.

Die Ergebnisse wurden am 8. Mai in der Zeitschrift *Proceedings of the National Academy of Sciences* veröffentlicht und könnten ein entscheidender Schritt zur autonomen Mondnavigation sein, die für Langzeitmissionen von Artemis erforderlich ist.