NASA īsteno vēl vienu izrāvienu augstas precizitātes Mēness nosēšanās jomā

Nesenā eksperimentā NASA Lunar Reconnaissance Orbiter veiksmīgi atstaroja lāzera staru no "Oreo" sīkdatnes izmēra spoguļa uz Indijas mēness nolaišanās ierīces Vikram un atgrieza to orbītā esošajam kosmosa kuģim, kas to palaida.
Veiksmīgā demonstrācija paver durvis jaunai metodei, kā precīzi noteikt mērķus uz Mēness virsmas, kas, cerams, palīdzēs sasniegt augstas precizitātes nosēšanos turpmākajās Mēness misijās.
2023. gada augustā Indijas misija Moon Ship III izvietoja Vikram Lunar Lander netālu no Manzinus krātera Mēness dienvidu polārajā reģionā, padarot to par ceturto valsti, kas nosēdinājusi kosmosa kuģi uz Zemes lielākā satelīta. Nosēšanās lidmašīnā atradās arī Pragyan rover, kas nedēļas pavadīja, vācot datus par Mēnesi, tostarp vērtīgus pierādījumus par mēnesstrīcēm, taču septembrī tas devās saskaņā ar grafiku un nespēja "pamosties" pēc strāvas padeves pārtraukuma. taču neizdevās "pamosties" pēc plānotā elektroenerģijas padeves pārtraukuma septembrī. Taču pamestais nolaišanās kuģis joprojām izraisīja NASA interesi.
Pirms misijas sākuma aģentūra parūpējās, lai piezemēšanās iekārta būtu aprīkota ar nelielu, daudzšķautņainu spoguli, ko sauc par lāzera reflektoru masīvu (LRA) vai retroreflektoru. 2-collu plata (5-centimetru) ierīce, kas izgatavota no astoņām kvarca stūra kubiskām prizmām, kas ievietotas kupolveida alumīnija rāmī, tika izstrādāta, lai nodrošinātu lāzera gaismas atstarošanos praktiski no jebkura leņķa. orbītā esošais kosmosa kuģis.
Veiksmīga virzība uz priekšu
Kopš nolaižamās ierīces pārgāja bezsaistē, NASA Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) ir veicis vairākus neveiksmīgus mēģinājumus atstarot lāzerus no atstarotāja. Taču 2023. gada 12. decembrī pēc astoņiem neveiksmīgiem mēģinājumiem LRO beidzot trāpīja masīvā no 62 jūdžu (100 kilometru) attāluma un saņēma lāzera ping signālu.
Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) ir vienīgais kosmosa kuģis, kas pašlaik riņķo ap Mēnesi un ir aprīkots ar lāzerieroci. Šie panākumi ir svarīgs koncepcijas pierādījums NASA, kas plāno izmantot vairāk atstarotāju turpmākajās Mēness misijās, tostarp gaidāmajā Artemīdas misijā.
NASA Godāras kosmosa lidojumu centra pētnieks Sjaoli Suns un misijas vadītājs savā paziņojumā sacīja: "Mēs esam pierādījuši, ka varam atrast atpakaļgaitā esošos atstarotājus uz Mēness virsmas no Mēness orbītas. Nākamais solis ir uzlabot šo tehniku, lai tā kļūst par ikdienas misiju turpmākajām misijām, kuras vēlas izmantot šos atstarotājus."
Šī nav pirmā reize, kad zinātnieki izšauj lāzerus uz Mēness. Agrāk NASA ir veiksmīgi atstarojusi lāzerus, kas izšauts no Zemes, uz reflektoriem, kas tika atstāti uz Mēness virsmas Apollo misiju laikā. Šis eksperiments parādīja, ka Mēness lēnām attālinās no Zemes ar ātrumu aptuveni 1,5 collas (3,8 centimetri) gadā.
Tomēr jaunais atstarotājs tika izstrādāts, domājot par praktiskāku pielietojumu: Nacionālā aeronautikas un kosmosa administrācija plāno izmantot ierīci, lai palīdzētu bezpilota kosmosa kuģiem nolaisties blakus esošajiem objektiem uz Mēness, spējot precīzi izmērīt, cik tālu tie atrodas. ir no Mēness virsmas (pamatojoties uz laiku, kas nepieciešams, lai lāzeri atstarotos atpakaļ uz kosmosa kuģi).
Tas varētu būt svarīgi, veidojot nākotnes Mēness bāzes, un pat varētu ļaut astronautiem nolaisties Mēness aizmugurē pilnīgā tumsā. Līdzīga "precīza marķējuma" varētu palīdzēt gaidāmajā astronauta kapsulas un kravas moduļa dokstacijā ar SKS gaisa slūžu.
Kādi uzlabojumi ir veikti?
Bija vajadzīgi vairāki mēģinājumi, lai LRO veiksmīgi atspoguļotu lāzeru no Vikram nolaižamā aparāta, jo orbīta nebija paredzēta tik precīziem manevriem. Kosmosa kuģis šobrīd darbojas jau 13 gadus, pārsniedzot tā sākotnējās misijas parametrus, kas bija paredzēta Mēness virsmas kartēšanai.
Lai to izdarītu, tas izšauj smalkas lāzera līnijas uz Mēnesi un mēra laiku, kas nepieciešams, lai tās atgrieztos kosmosa kuģī. Bet, tā kā līnijas ir tik tālu viena no otras, ir grūti precīzi trāpīt tik mazā mērķī.
Nākotnē kosmosa kuģiem, kuru mērķis ir atmuguriski vērsti atstarotāji, būs precīzāki lāzeri, un tie var izšaut tos no daudz tuvāka attāluma. Tātad, saskaņā ar NASA domām, viņiem teorētiski vajadzētu būt iespējai katru reizi sasniegt savus mazos mērķus.
NASA plāno uz Mēness izvietot vairāk atstarotāju līdzīgu eksperimentu veikšanai nākotnē. Tomēr viņu pēdējie mēģinājumi neizdevās.
Viens no viņu piedāvātajiem atstarotājiem tika uzstādīts uz privātīpašuma Peregrine Mēness nolaišanās aparāta, kas piedzīvoja katastrofālu propelenta noplūdi neilgi pēc tā palaišanas 8. janvārī un nesen sadega Zemes atmosfērā. Otrs tika pievienots Japānas SLIM (Smart Lander for Investigating the Moon) nolaišanās aparātam, kas veiksmīgi nolaidās uz Mēness 19. janvārī, taču, iespējams, ir "miris" strāvas problēmu dēļ.
Šīs problēmas, iespējams, kavēja NASA pētījumus par reflektoru. Taču, tā kā pirmā pilotētā Artemis misija tika atlikta līdz 2026. gadam, viņiem var būt vēl dažas iespējas pirms šo misiju ierašanās.