将月球PSR硅腔作为月球时间尺度的基本基础设施、地月光学通信、基于卫星的空间干涉测量与成像，以及在地球时间尺度上的网络应用。由NASA可视化工作室制作的月球PSR背景图像。图片来源：arXiv
科学家提出在月球坑洞建造激光器，以帮助未来的月球任务在黑暗中安全降落并寻找路径
在一篇已于2026年2月在 arXiv 预印本服务器公开的论文中，科学家们解释说，这种超稳定光源还能帮助我们更精确地计时。
月球上存在许多永久阴影区（PSRs），即永不接受阳光照射的坑洞，位于月球极地。它们是高精度仪器的理想地点，因为温度极低且几乎没有噪声。地球经历许多环境干扰——如地面震动、气压变化——这些都会影响激光的稳定性。
月球激光计划为了解决这一问题，来自美国国家标准与技术研究院（NIST）和美国国家航空航天局（NASA）喷气推进实验室（JPL）的国际团队提出了一个概念方案，旨在建立一座月球基础上的“主时钟”。该方案需要将材料运送至月球，并在一个黑暗、冰冻的坑洞中搭建激光系统。
提议的激光器是一种低温硅腔激光器，它使用一块纯硅块来保持光波的完美同步。为了让系统发挥全部潜能，必须将其保持在-430°F（约-260°C）的恒定温度。坑洞虽然很冷，但温度并不总是这么低，平均约-350°F（-200°C）。为弥补这一差距，科学家计划使用被动冷却面板。
低温硅腔的概念设计基于辐射冷却 整个系统由保温支柱支撑，在月球表面搭建。两个都朝向深空的辐射器为外层辐射屏蔽提供冷却，同时为内部主动控制的热屏蔽提供冷却，目标温度为 17 K（约-256°F），此时硅的热膨胀系数为零。 持续波激光通过光纤光路或自由空间电机化镜头送入腔室，并通过准直器耦合到硅腔。
系统的工作原理是：激光光在硅块内部的一个小孔内来回反射两面镜子。因为硅块保持在最佳温度下，它既不收缩也不膨胀，这保证了光程在每一次反射时完全相同，进而产生极致的精准度。在地球上，由于噪声和热量，光程会不断变化。
导航工具那么，这套系统如何帮助宇航员或火星车导航呢？激光器将向一组绕月轨道运行的卫星广播一个稳定信号，类似于地球上的 GPS，只是它是月球版。
虽然这只是一个概念计划，研究人员认为，如果实现，它将为未来高精度太空技术带来一次重大飞跃，并在论文中写道：
“这项任务的成功将标志着一个历史性的里程碑，展示人类在另一颗天体上构建基本量子基础设施的能力，并在月球上建立永久存在。”
团队还认为，这个月球时钟可以提升地球上的时间计量。他们表示，它可以被用作参考激光器，帮助全球原子钟的同步。
Lunar Silicon Cavity, arXiv
