NASA įgyvendina dar vieną didelio tikslumo Mėnulio nusileidimo proveržį

Neseniai atliktame eksperimente NASA Lunar Reconnaissance Orbiter sėkmingai atspindėjo lazerio spindulį nuo „Oreo“ slapuko dydžio veidrodžio Indijos Mėnulio nusileidimo aparate „Vikram“ ir grąžino jį į orbitą skriejantį erdvėlaivį, kuris jį paleido.
Sėkmingas demonstravimas atveria duris naujam metodui tiksliai nustatyti taikinius Mėnulio paviršiuje, kuris, tikimasi, padės pasiekti aukšto tikslumo nusileidimą būsimose Mėnulio misijose.
2023 m. rugpjūčio mėn. Indijos Mėnulio laivo III misija dislokavo Vikram Lunar Lander netoli Manzinus kraterio Mėnulio pietų poliariniame regione, todėl tai buvo ketvirtoji šalis, nuleidusi erdvėlaivį ant didžiausio Žemės palydovo. Nusileidusiame taip pat buvo ir roveris „Pragyan“, kuris kelias savaites rinko duomenis apie Mėnulį, įskaitant vertingus mėnulio drebėjimų įrodymus, tačiau rugsėjį jis ėjo pagal grafiką ir nepavyko „pabusti“ po elektros tiekimo nutraukimo. tačiau nepavyko „pabusti“ po planuoto elektros tiekimo nutraukimo rugsėjį. Tačiau apleistas nusileidimo įrenginys vis tiek sukėlė NASA susidomėjimą.
Prieš pradedant misiją, agentūra pasirūpino, kad nusileidimo aparate būtų sumontuotas mažas daugialypis veidrodis, vadinamas lazerio reflektoriaus matrica (LRA) arba retroreflektorius. 2-colių pločio (5-centimetro) įtaisas, pagamintas iš aštuonių kvarco kampinių kubinių prizmių, išdėstytų kupolo formos aliuminio rėme, buvo sukurtas taip, kad galėtų atspindėti lazerio šviesą iš beveik bet kokio kampo. orbitoje skriejančiam erdvėlaiviui.
Sėkmingas progresas
Nuo tada, kai nusileidimo įrenginys atsijungė, NASA Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) kelis kartus nesėkmingai bandė atspindėti šviesą atspindinčio atšvaito lazerius. Tačiau 2023 m. gruodžio 12 d., po aštuonių nesėkmingų bandymų, LRO pagaliau pasiekė masyvą iš 62 mylių (100 kilometrų) ir gavo lazerio ping signalą.
„Lunar Reconnaissance Orbiter“ (LRO) yra vienintelis šiuo metu aplink Mėnulį skriejantis erdvėlaivis, turintis lazerinį ginklą. Ši sėkmė yra svarbus koncepcijos įrodymas NASA, kuri planuoja naudoti daugiau atšvaitų būsimose Mėnulio misijose, įskaitant artėjančią Artemis misiją.
Xiaoli Sun, NASA Goddardo kosminių skrydžių centro mokslininkas ir misijos vadovas, savo pareiškime sakė: „Mes įrodėme, kad galime aptikti Mėnulio paviršiuje atbulinius atšvaitus nuo Mėnulio orbitos. Kitas žingsnis – patobulinti šią techniką, kad tai tampa įprasta misija būsimoms misijoms, kurios nori naudoti šiuos atšvaitus.
Tai ne pirmas kartas, kai mokslininkai Mėnulyje paleidžia lazerius. Anksčiau NASA sėkmingai atspindėdavo iš Žemės paleistus lazerius ant atšvaitų, paliktų Mėnulio paviršiuje per „Apollo“ misijas. Šis eksperimentas parodė, kad Mėnulis lėtai tolsta nuo Žemės maždaug 1,5 colio (3,8 centimetro) per metus greičiu.
Tačiau naujasis šviesą atspindintis atšvaitas buvo sukurtas atsižvelgiant į praktiškesnį panaudojimą: Nacionalinė aeronautikos ir kosmoso administracija planuoja panaudoti įrenginį padėti nepilotuojamiems erdvėlaiviams nusileisti šalia esamų objektų Mėnulyje, nes galės tiksliai išmatuoti, kiek jie yra iš Mėnulio paviršiaus (remiantis laiku, per kurį lazeriai atsispindi atgal į erdvėlaivį).
Tai gali būti svarbu kuriant būsimas Mėnulio bazes ir netgi gali leisti astronautams nusileisti Mėnulio gale visiškoje tamsoje. Panašus „tikslus ženklinimas“ galėtų padėti artėjant astronauto kapsulės ir krovininio modulio prijungimui prie TKS oro šliuzo.
Kokie patobulinimai buvo padaryti?
Prireikė kelių bandymų, kad LRO sėkmingai atspindėtų lazerį iš Vikram nusileidimo aparato, nes orbiteris nebuvo skirtas tokiems tiksliems manevrams. Erdvėlaivis dabar veikia 13 metų ir viršija savo pradinės misijos, kuri buvo skirta Mėnulio paviršiaus žemėlapiui, parametrus.
Norėdami tai padaryti, jis paleidžia smulkias lazerio linijas į Mėnulį ir matuoja laiką, per kurį jos atsimuša į erdvėlaivį. Tačiau kadangi linijos yra taip toli viena nuo kitos, sunku tiksliai pataikyti į tokį mažą taikinį.
Ateityje erdvėlaiviai, nukreipiantys į atgal nukreiptus atšvaitus, turės tikslesnius lazerius ir gali juos šaudyti iš daug artimesnio atstumo. Taigi, pasak NASA, jie teoriškai turėtų sugebėti kiekvieną kartą pataikyti į savo mažyčius taikinius.
NASA planuoja ateityje Mėnulyje pastatyti daugiau atšvaitų panašiems eksperimentams. Tačiau paskutiniai jų bandymai nebuvo sėkmingi.
Vienas iš jų siūlomų šviesą atspindinčių atšvaitų buvo sumontuotas privačiame Mėnulio nusileidimo aparate „Peregrine“, kuris patyrė katastrofišką raketinio kuro nuotėkį netrukus po jo paleidimo sausio 8 d. ir neseniai sudegė Žemės atmosferoje. Kitas buvo pritvirtintas prie Japonijos SLIM (Smart Lander for Investigating the Moon) nusileidimo aparato, kuris sėkmingai nusileido Mėnulyje sausio 19 d., tačiau galėjo „numirti“ dėl maitinimo problemų.
Šios problemos galėjo trukdyti NASA atlikti reflektoriaus tyrimus. Tačiau kadangi pirmoji pilotuojama Artemis misija atidėta iki 2026 m., jie gali turėti dar keletą galimybių, kol tos misijos atvyks.