NASA använder en enkel men effektiv teknik som kallas Laser Retroreflective Arrays (LRA) för att bestämma var månlandare befinner sig mer exakt. De kommer att kopplas till de flesta landningsmaskiner från amerikanska företag som en del av NASA:s initiativ för Commercial Lunar Payload Service (CLPS). LRA är billiga, små och lätta, vilket gör att framtida månbanor eller landare kan lokalisera dem på månen.
Dessa enheter består av en liten halvklot av aluminium, 2 tum (5 centimeter) i diameter och 0,7 ounce (20 gram) i vikt, infälld med åtta 0,5-tums diameter (1,27 centimeter) hörnkubretroreflektorer gjorda av smält kiselglas. LRA är inriktade på att inkluderas i de flesta av de kommande CLPS-leveranserna på väg till månens yta.
LRA är utformade för att reflektera laserljus som lyser på dem från ett stort antal vinklar. Dr Daniel Cremons från NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, biträdande huvudutredare för LRA-projektet, beskriver detta som att det liknar de reflekterande remsorna som finns på vägskyltar för att underlätta nattkörning här på jorden. "Till skillnad från en spegel där den måste riktas exakt tillbaka mot dig, kan du komma in i en mängd olika vinklar och ljuset kommer direkt tillbaka till källan", sa han.
Genom att lysa en laserstråle från en rymdfarkost mot retroreflektorerna på en annan och mäta hur lång tid det tar för ljuset att komma tillbaka till sin källa, kan forskare bestämma avståndet mellan dem.
"Vi har placerat dessa på satelliter och sträcker sig till dem från markbaserade lasrar i flera år", säger Dr. Xiaoli Sun, också från NASA Goddard och huvudutredare för LRA-projektet. "Då, för tjugo år sedan, fick någon idén att sätta dem på landarna. Då kan du sträcka dig till dessa landare från omloppsbana och veta var de är på ytan."
Det är viktigt att känna till platsen för landare på ytan av en annan planetkropp, och dessa LRA:er fungerar som markörer som arbetar med satelliter som kretsar runt för att skapa ett navigationshjälpmedel som det globala positioneringssystemet (GPS) som vi tar för givet här på jorden.
Laseravstånd används också för att docka rymdfarkoster, som lastfarkosterna som används för den internationella rymdstationen, påpekade Cremons. LRA:erna tänds när du lyser ljus på dem, vilket hjälper till att styra precisionsdockning. De kan också upptäckas av lidarer på rymdfarkoster på långt håll för att bestämma deras räckvidd och inflygningshastighet ner till mycket snäva noggrannhetsklasser och fria från behovet av belysning från solen, vilket gör att dockning kan ske på natten.
Han tillägger att reflektorerna kan tillåta rymdfarkoster att exakt hitta vägen till en landningsplatta, även utan hjälp av externt ljus för att styra inflygningen. Detta innebär att LRA så småningom kan användas för att hjälpa rymdfarkoster att landa på annars beckmörka platser nära permanent skuggade regioner nära månens sydpol, som är främsta målområden för besättningsuppdrag på grund av de resurser som kan finnas där, såsom vattenis. .
Eftersom LRA är små och gjorda av enkla material kan de flyga på vetenskapliga uppdrag som ett fördelaktigt men lågrisktillägg. "I och för sig är det helt passivt", sa Clemons. "LRA kommer att överleva den tuffa månmiljön och fortsätta att vara användbara på ytan i årtionden. Förutom att navigera och ta reda på var dina landare är kan du också använda laseravståndsmätning för att avgöra var din omloppsbana är runt månen."
Detta innebär att när fler landare, rovers och orbiters skickas till månen med en eller flera LRA, kommer vår förmåga att mäta var och en av dem exakt att bara förbättras. Som sådan, när vi distribuerar fler LRA på månens yta, kommer detta växande nätverk att göra det möjligt för forskare att bedöma platsen för nyckellandare och andra intressanta platser mer och mer exakt, vilket möjliggör större och bättre vetenskap.
NASA:s Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) är för närvarande den enda NASA-rymdfarkost som kretsar runt månen med laseravståndsförmåga. LRO har redan lyckats ta sig till LRA på den indiska rymdforskningsorganisationens Vikram-landare på månytan och kommer att fortsätta att sträcka sig till LRA på framtida landare.
Under Artemis kommer CLPS-leveranser att utföra vetenskapliga experiment, testa teknologier och demonstrera kapacitet för att hjälpa NASA att utforska månen och förbereda sig för mänskliga uppdrag. Med Artemis-uppdrag kommer NASA att landa den första kvinnan och den första färgade personen på månen, med hjälp av innovativ teknik för att utforska mer av månens yta än någonsin tidigare.
Byrån kommer att samarbeta med kommersiella och internationella partners och etablera den första långsiktiga närvaron på månen. Sedan kommer NASA att använda det vi lär oss på och runt månen för att ta nästa gigantiska steg:skicka de första astronauterna till Mars.
Tillhandahålls av NASA
