NASA’s new tiny, high-powered laser could find water on the Moon / Le nouveau laser minuscule et puissant de la NASA pourrait trouver de l’eau sur la Lune

Submitted by Michael Frankfort @mfrank_76

NASA’s new tiny, high-powered laser could find water on the Moon

This laser, small enough to fit inside a teapot, could significantly advance space exploration by helping astronauts definitively locate and identify water sources on the Moon, Mars and beyond.
Written by Sabrina Ortiz, Associate Editor on 
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Previous technologies have allowed NASA to confirm that there are small amounts of hydration across the Moon. However, these technologies have not been able to identify where it came from, how much water there is or even if it is, in fact, water. Now, utilizing Goddard technology, engineer Dr. Berhanu Bulcha has developed an instrument to definitively locate and identify water sources on the Moon, according to a NASA post.

“Other missions found hydration on the Moon, but that could indicate hydroxyl or water. If it’s water, where did it come from? Is it indigenous to the formation of the Moon, or did it arrive later by comet impacts? How much water is there? We need to answer these questions because water is critical for survival and can be used to make fuel for further exploration,” said Dr. Bulcha.

NASA prioritizes identifying water and other resources because it is crucial to exploring the Moon and other objects in the solar system.

Dr. Bulcha said that an instrument known as a heterodyne spectrometer could zoom in on particular frequencies to locate and identify the hydration on the Moon. A stable, high-power terahertz laser that is needed for the spectrometer was prototyped in collaboration with Longwave Photonics through NASA’s Small Business Innovation Research (SBIR) program.

“The problem with existing laser technology is that no materials have the right properties to produce a terahertz wave,” said Dr. Bulcha.

Hydrogen-containing compounds such as water emit photons in the terahertz frequency range, says NASA. However, traditional lasers fall short in the portion of the spectrum known as the terahertz gap. In order to fill the gap, Dr. Bulch’s team is developing quantum cascade lasers.

To bypass issues with the quantum cascade laser beams spreading out in a large angle, the team, using innovative technology supported by Goddard’s Internal Research and Development (IRAD) funding, integrated the laser on a waveguide with a thin optical antenna to tighten the beam.

Dr. Bulch hopes to have a flight-ready laser for NASA’s Artemis program. However, the use of this laser can go far beyond the Artemis mission. “It could also power a handheld device for use by future explorers on the Moon, Mars, and beyond,” said NASA.

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Le nouveau laser minuscule et puissant de la NASA pourrait trouver de l’eau sur la Lune

Soumis par Michael Frankfort @mfrank_76

Ce laser, assez petit pour tenir à l’intérieur d’une théière, pourrait faire progresser de manière significative l’exploration spatiale en aidant les astronautes à localiser et identifier définitivement les sources d’eau sur la Lune, Mars et au-delà.

Écrit par Sabrina Ortiz, Rédacteur adjoint le 24 août 2022

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Les technologies précédentes ont permis à la NASA de confirmer la présence de petites quantités d’eau sur la Lune. Cependant, ces technologies n’ont pas été en mesure d’identifier d’où venait l’eau, quelle quantité d’eau il y avait ou même s’il s’agissait en fait d’eau. Selon une publication de la NASA, l’ingénieur Dr. Berhanu Bulcha a développé un instrument pour localiser et identifier définitivement les sources d’eau sur la Lune.

“D’autres missions ont identifié de l’hydratation sur la Lune, mais cela pourrait aussi bien être un hydroxyle que de l’eau. Si c’est de l’eau, d’où vient-elle ? Est-elle indigène à la formation de la Lune, ou s’est-elle formée plus tard à la suite de l’impact de comètes ? Quelle quantité d’eau y a-t-il ? Nous devons répondre à ces questions, car l’eau est essentielle à la survie et peut être utilisée pour fabriquer du carburant en vue d’une exploration ultérieure”, a déclaré le Dr Bulcha.

La NASA donne la priorité à l’identification de l’eau et d’autres ressources car elle est cruciale pour l’exploration de la Lune et d’autres objets du système solaire.

  1. Bulcha a déclaré qu’un instrument connu sous le nom de spectromètre hétérodyne pourrait zoomer sur des fréquences particulières pour localiser et identifier l’hydratation sur la Lune. Un laser térahertz stable et de grande puissance, nécessaire au spectromètre, a été prototypé en collaboration avec Longwave Photonics dans le cadre du programme SBIR (Small Business Innovation Research) de la NASA.

“Le problème de la technologie laser existante est qu’aucun matériau ne possède les propriétés adéquates pour produire une onde térahertz”, a déclaré le Dr Bulcha.

Selon la NASA, les composés contenant de l’hydrogène, comme l’eau, émettent des photons dans la gamme de fréquences térahertz. Cependant, les lasers traditionnels ne sont pas à la hauteur dans la partie du spectre connue sous le nom d’écart térahertz. Afin de combler cette lacune, l’équipe de M. Bulch développe des lasers à cascade quantique.

Pour contourner les problèmes liés à l’étalement des faisceaux lasers à cascade quantique dans un grand angle, l’équipe, utilisant une technologie innovante soutenue par le financement IRAD (Internal Research and Development) de Goddard, a intégré le laser sur un guide d’ondes avec une fine antenne optique pour resserrer le faisceau.

  1. Bulch espère avoir un laser prêt pour le programme Artemis de la NASA. Toutefois, l’utilisation de ce laser peut aller bien au-delà de la mission Artemis. “Il pourrait également alimenter un appareil portatif destiné aux futurs explorateurs de la Lune, de Mars et au-delà”, a déclaré la NASA.

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