MIAMI, Florida - Luego de que NASA hallara pruebas indiscutibles de partículas de agua en la Luna, encontrar esta sustancia podría ser más fácil con una tecnología de Goddard que usa un efecto llamado tunelización cuántica para generar un láser de terahercios de alta potencia, llenando un vacío en la tecnología láser existente.
Localizar agua y otros recursos es una prioridad crucial para explorar el satélite natural de la Tierra y otros objetos en el sistema solar y más allá, según la agencia aero espacial. Experimentos anteriores infirieron y luego confirmaron la existencia de pequeñas cantidades de agua en la Luna. Sin embargo, la mayoría de las tecnologías no distinguen entre agua, iones de hidrógeno libres e hidroxilo, ya que los detectores de banda ancha utilizados no pueden distinguir.
Recibe las noticias locales y los pronósticos del tiempo directo a tu email. Inscríbete para recibir newsletters de Telemundo Orlando aquí.
El ingeniero de Goddard Space Flight Center, el Dr. Berhanu Bulcha, explicó que un tipo de instrumento llamado espectrómetro heterodino podría acercarse a frecuencias particulares para identificar y localizar definitivamente las fuentes de agua en la Luna. Necesitaría un láser de terahercios estable y de alta potencia, que fue creado en colaboración con Longwave Photonics a través del programa Small Business Innovation Research (SBIR) de la NASA.
“Este láser nos permite abrir una nueva ventana para estudiar este espectro de frecuencias”, expresó. “Otras misiones encontraron hidratación en la Luna, pero eso podría indicar hidroxilo o agua. Si es agua, ¿de dónde vino? ¿Es originario de la formación de la Luna, o llegó más tarde por impactos de cometas? ¿Cuánta agua hay ahí? Necesitamos responder a estas preguntas porque el agua es fundamental para la supervivencia y se puede utilizar para producir combustible para futuras exploraciones”, agregó.
Los láseres tradicionales generan luz al estimular un electrón dentro de la capa externa de un átomo, que luego emite un solo fotón a medida que hace la transición o regresa a su nivel de energía en reposo. Diferentes átomos producen diferentes frecuencias de luz en función de la cantidad fija de energía que se necesita para estimular un electrón. Sin embargo, los láseres se quedan cortos en una porción particular del espectro entre el infrarrojo y las microondas conocida como brecha de terahercios.
“El problema con la tecnología láser existente”, dijo el Dr. Bulcha, “es que ningún material tiene las propiedades adecuadas para producir una onda de terahercios”.
Los osciladores electromagnéticos, como los que generan frecuencias de radio o microondas, producen pulsos de terahercios de baja potencia mediante el uso de una serie de amplificadores y multiplicadores de frecuencia para extender la señal al rango de los terahercios. Sin embargo, este proceso consume mucho voltaje y los materiales utilizados para amplificar y multiplicar el pulso tienen una eficiencia limitada. Esto significa que pierden potencia a medida que se acercan a las frecuencias de terahercios.
Para llenar ese vacío, el equipo del Dr. Bulcha está desarrollando láseres de cascada cuántica que producen fotones de cada evento de transición de electrones aprovechando una física única a escala cuántica de materiales en capas de solo unos pocos átomos de espesor.
Además, espera continuar el trabajo para hacer un láser listo para volar en el programa Artemis de la NASA.
El bajo tamaño y el consumo de energía del láser le permiten caber en un CubeSat de 1U, aproximadamente del tamaño de una tetera, junto con el hardware, el procesador y la fuente de alimentación del espectrómetro. También podría alimentar un dispositivo portátil para que lo usen futuros exploradores en la Luna, Marte y más allá.
