На этой фотографии показан макет лазерной ретрорефлекторной решетки (LRA) в Центре космических полетов Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, демонстрирующий базовую конструкцию: металлический полусферический диск с восемью кубиками кварцевого стекла, встроенными в его поверхность. НАСА/Годдард
НАСА использует простую, но эффективную технологию под названием Laser Retroreflective Arrays (LRA) для более точного определения местоположения лунных кораблей. Они будут прикреплены к большинству посадочных модулей американских компаний в рамках инициативы NASA Commercial Lunar Payload Service (CLPS). LRA недорогие, небольшие и легкие, что позволит будущим лунным орбитальным аппаратам или посадочным модулям обнаруживать их на Луне.
Эти устройства состоят из небольшой алюминиевой полусферы диаметром 2 дюйма (5 сантиметров) и весом 0,7 унции (20 граммов), в которую вставлены восемь угловых ретрорефлекторов-кубов диаметром 0,5 дюйма (1,27 сантиметра), изготовленных из плавленого кварцевого стекла. LRA планируется включить в большинство предстоящих поставок CLPS, направляемых на поверхность Луны.
LRA предназначены для отражения лазерного света, падающего на них под разными углами. Доктор Дэниел Кремонс из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, заместитель главного исследователя проекта LRA, описывает это как нечто похожее на светоотражающие полосы, представленные на дорожных знаках, которые помогают при вождении в ночное время здесь, на Земле. «В отличие от зеркала, где оно должно быть направлено точно на вас, вы можете войти под разными углами, и свет будет направлен прямо обратно к источнику», — сказал он.
Направив лазерный луч от одного космического корабля на ретрорефлекторы другого и измерив, сколько времени потребуется свету, чтобы вернуться к источнику, ученые смогут определить расстояние между ними.
«Мы уже много лет размещаем их на спутниках и управляем ими с помощью наземных лазеров», — сказал доктор Сяоли Сан, также работающий в НАСА имени Годдарда и главный исследователь проекта LRA. «Затем, двадцать лет назад, кому-то пришла в голову идея разместить их на посадочных модулях. Тогда вы сможете добраться до этих посадочных модулей с орбиты и узнать, где они находятся на поверхности».
Важно знать местоположение спускаемых аппаратов на поверхности другого планетарного тела, и эти LRA действуют как маркеры, которые работают с орбитальными спутниками для создания навигационных средств, подобных глобальной системе позиционирования (GPS), которую мы считаем само собой разумеющейся здесь, на Земле.
Лазерная локация также используется для стыковки космических кораблей, например, грузовых космических кораблей, которые используются на Международной космической станции, отметил Кремонс. LRA загораются, когда вы направляете на них свет, что помогает обеспечить точную стыковку. Их также можно обнаружить с помощью лидаров на космических кораблях издалека, чтобы определить их дальность и скорость приближения с очень высокой точностью и без необходимости солнечного освещения, что позволяет стыковаться в ночное время.
Он добавляет, что отражатели могут позволить космическому кораблю точно определить путь к посадочной площадке даже без помощи внешнего света, направляющего заход на посадку. Это означает, что LRA в конечном итоге могут быть использованы для помощи космическим кораблям приземляться в кромешных темных местах рядом с постоянно затененными областями вблизи Южного полюса Луны, которые являются основными целевыми районами для пилотируемых миссий из-за ресурсов, которые могут там существовать, таких как водяной лед. .
Поскольку LRA небольшие и изготовлены из простых материалов, они могут выполнять научные миссии в качестве полезного, но с низким уровнем риска дополнения. «Само по себе оно совершенно пассивно», — сказал Клемонс. «LRA выживет в суровых лунных условиях и будет использоваться на поверхности в течение десятилетий. Кроме того, помимо навигации и определения местоположения ваших посадочных модулей, вы также можете использовать лазерную локацию, чтобы определить, где находится ваш орбитальный аппарат вокруг Луны».
Это означает, что по мере того, как на Луну будет отправляться все больше посадочных аппаратов, вездеходов и орбитальных аппаратов с одним или несколькими LRA, наша способность точно определять местоположение каждого из них будет только улучшаться. Таким образом, по мере того, как мы размещаем больше LRA на поверхности Луны, эта растущая сеть позволит ученым все точнее и точнее определять местоположение ключевых посадочных модулей и других интересных точек, что позволит проводить более масштабные и качественные научные исследования.
Лунный разведывательный орбитальный аппарат НАСА (LRO) в настоящее время является единственным космическим кораблем НАСА, вращающимся вокруг Луны и имеющим возможность лазерной локации. LRO уже удалось приблизиться к LRA на посадочном модуле «Викрам» Индийской организации космических исследований на поверхности Луны и продолжит приближаться к LRA на будущих спускаемых модулях.
Под управлением «Артемиды» поставки CLPS будут проводить научные эксперименты, тестировать технологии и демонстрировать возможности, которые помогут НАСА исследовать Луну и подготовиться к пилотируемым миссиям. С помощью миссии «Артемида» НАСА высадит на Луну первую женщину и первого цветного человека, используя инновационные технологии для исследования большей части лунной поверхности, чем когда-либо прежде.
Агентство будет сотрудничать с коммерческими и международными партнерами и установит первое долгосрочное присутствие на Луне. Затем НАСА будет использовать то, что мы узнаем на Луне и вокруг нее, чтобы совершить следующий гигантский скачок: отправить первых астронавтов на Марс.
