NASA realiserer nok et gjennombrudd innen månelanding med høy presisjon

I et nylig eksperiment reflekterte NASAs Lunar Reconnaissance Orbiter vellykket en laserstråle fra et "Oreo"-speil på størrelse med småkaker på Indias Vikram månelander og returnerte den til det kretsende romfartøyet som lanserte den.
Den vellykkede demonstrasjonen åpner døren til en ny metode for nøyaktig lokalisering av mål på måneoverflaten, som forhåpentligvis vil bidra til å oppnå høypresisjonslandinger på fremtidige måneoppdrag.
I august 2023 utplasserte Indias Moon Ship III-oppdrag Vikram Lunar Lander nær Manzinus-krateret i Månens sørpolare region, noe som gjorde det til det fjerde landet som lander et romfartøy på jordens største satellitt. Landeren bar også Pragyan-roveren, som brukte uker på å samle inn data om månen - inkludert verdifulle bevis på måneskjelv - men i september gikk den etter planen og klarte ikke å "våkne" etter et strømbrudd. men klarte ikke å «våkne» etter et planlagt strømbrudd i september. Men den forlatte landeren vekket likevel NASAs interesse.
Før oppdraget begynte, sørget byrået for at landeren ble utstyrt med et lite, mangefasettert speil kalt en laserreflektor array (LRA) eller retroreflektor. Den 2-tommers brede (5-centimeter) enheten, laget av åtte kubiske prismer med kvartshjørne satt i en kuppelformet aluminiumsramme, ble designet for å muliggjøre refleksjon av laserlys fra praktisk talt alle vinkler til det kretsende romfartøyet.
En vellykket fremgang
Siden landeren gikk offline, har NASAs Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) gjort flere mislykkede forsøk på å reflektere lasere fra retroreflektoren. Men 12. desember 2023, etter åtte mislykkede forsøk, traff LRO endelig arrayet fra 62 miles (100 kilometer) unna og mottok et laser-ping-signal.
Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) er det eneste romfartøyet som for tiden går i bane rundt månen som er utstyrt med et laservåpen. Denne suksessen er et viktig proof of concept for NASA, som planlegger å bruke flere reflektorer på fremtidige måneoppdrag, inkludert det kommende Artemis-oppdraget.
Xiaoli Sun, en forsker ved NASAs Goddard Space Flight Center og oppdragets leder, sa i en uttalelse: "Vi har demonstrert at vi kan lokalisere bakoverreflektorer på månens overflate fra månens bane. Det neste trinnet er å forbedre denne teknikken slik at det blir et rutineoppdrag for fremtidige oppdrag som ønsker å bruke disse refleksene."
Dette er ikke første gang forskere har avfyrt lasere på månen. Tidligere har NASA vellykket reflektert lasere som ble avfyrt fra jorden på reflektorer som ble liggende på månens overflate under Apollo-oppdragene. Det eksperimentet viste at månen sakte beveget seg bort fra jorden med en hastighet på omtrent 3,8 centimeter per år.
Imidlertid ble den nye retroreflektoren designet med en mer praktisk bruk i tankene: National Aeronautics and Space Administration planlegger å bruke enheten til å hjelpe ubemannede romfartøyer med å lande ved siden av eksisterende objekter på Månen, ved å kunne måle nøyaktig hvor langt de er fra månens overflate (basert på hvor lang tid det tar før laserne reflekterer tilbake til romfartøyet).
Dette kan være viktig for å bygge fremtidige månebaser, og kan til og med tillate astronauter å lande på baksiden av månen i fullstendig mørke. Lignende "presisjonsmerking" kan hjelpe den kommende dokkingen av astronautkapselen og lastemodulen til luftslusen til ISS.
Hvilke forbedringer er gjort?
Det tok flere forsøk for LRO å reflektere laseren fra Vikram-landeren, siden orbiteren ikke var designet for så presise manøvrer. Romfartøyet har nå vært i drift i 13 år, og overskredet parametrene for det opprinnelige oppdraget, som ble designet for å kartlegge månens overflate.
For å gjøre dette skyter den fine laserlinjer mot månen og måler tiden det tar for dem å sprette tilbake til romfartøyet. Men fordi linjene er så langt fra hverandre, er det vanskelig å treffe et så lite mål nøyaktig.
I fremtiden vil romfartøyer som retter seg mot bakovervendte reflektorer ha mer presise lasere og kan skyte dem fra mye nærmere avstand. Så, ifølge NASA, burde de teoretisk sett være i stand til å treffe de små målene sine hver gang.
NASA planlegger å plassere flere reflektorer på månen for lignende eksperimenter i fremtiden. De siste forsøkene deres gikk imidlertid ikke bra.
En av deres foreslåtte retro-reflektorer ble montert på den privateide månelanderen Peregrine, som fikk en katastrofal drivmiddellekkasje kort tid etter lanseringen den 8. januar og nylig brant opp i jordens atmosfære. Den andre var festet til Japans SLIM (Smart Lander for Investigating the Moon) lander, som med hell landet på månen 19. januar, men kan ha "dødd" på grunn av strømproblemer.
Disse problemene kan ha hindret NASAs forskning på reflektoren. Men med det første bemannede Artemis-oppdraget forsinket til 2026, kan de ha noen flere sjanser før disse oppdragene kommer.