Астронавты Аполлона размещают на Луне массивы зеркал, или «ретрорефлекторы», чтобы точно отражать лазерный свет, направленный на них с Земли, с минимальным рассеянием или диффузией. Ретрорефлекторы — это зеркала, которые отражают падающий свет обратно в том же направлении.
Рассчитав время, необходимое лучам, чтобы прийти в норму, ученые смогли точно измерить форму Луны и расстояние от Земли, на оба из которых напрямую влияет гравитационное притяжение Земли. Более 50 лет спустя, в преддверии пилотируемых миссий НАСА «Артемида» на Луну, лунная наука все еще использует данные ретрорефлекторов эпохи Аполлона.
Поскольку НАСА готовится к научным исследованиям и открытиям в рамках кампании агентства «Артемида», ожидается, что передовая технология ретрорефлекторов значительно расширит наши знания о единственном естественном спутнике Земли, его геологических процессах, свойствах лунной коры, структуре лунной недр и как система Земля-Луна меняется с течением времени. Эта технология также позволит с высокой точностью проверить теорию гравитации Эйнштейна или общую теорию относительности.
Это ожидаемая цель инновационного научного прибора под названием NGLR (Лунный ретрорефлектор следующего поколения), одного из 10 полезных грузов НАСА, которые планируется отправить на борт следующей лунной доставки в рамках инициативы агентства Commercial Lunar Payload Services (CLPS). NGLR-1 доставляется на поверхность лунным модулем Blue Ghost 1 компании Firefly Aerospace.
Разработанный исследователями из Университета Мэриленда в Колледж-Парке, NGLR-1 будет запущен на посадочном модуле Blue Ghost на поверхность Луны для отражения очень коротких лазерных импульсов от наземных лунных обсерваторий лазерной локации, что может значительно улучшить результаты эпохи Аполлона. с точностью измерения расстояния до субмиллиметра.
В случае успеха результаты расширят понимание человечеством внутренней структуры Луны и поддержат новые исследования в области астрофизики, космологии и лунной физики, включая сдвиги в жидком ядре Луны во время ее орбиты вокруг Земли, которые могут вызвать сейсмическую активность на лунной поверхности.
«НАСА имеет более чем полувековой опыт работы с ретрорефлекторами, но NGLR-1 обещает дать результаты, которые на порядок точнее, чем рефлекторы эпохи Аполлона», — сказал Деннис Харрис, который управлял полезной нагрузкой NGLR для инициативы CLPS в Космический центр имени Маршалла НАСА в Хантсвилле, штат Алабама.
Развертывание полезной нагрузки NGLR — это лишь первый шаг, подчеркнул Харрис. Второй ретрорефлектор NGLR, называемый Artemis Lunar Laser Retroreflector (ALLR), в настоящее время является возможной полезной нагрузкой для полета миссии НАСА Artemis III на Луну и может быть развернут вблизи южного полюса Луны. Ожидается, что одна треть проявится в будущей доставке CLPS в неполярные регионы.
«Ожидается, что как только все три ретрорефлектора заработают, они предоставят беспрецедентные возможности узнать больше о Луне и ее взаимосвязи с Землей», — сказал Харрис.
В рамках модели CLPS НАСА инвестирует в коммерческие услуги по доставке на Луну, чтобы обеспечить рост отрасли и поддержать долгосрочные исследования Луны. Являясь основным заказчиком поставок CLPS, НАСА стремится стать одним из многих заказчиков будущих полетов. Центр космических полетов имени Маршалла НАСА в Хантсвилле, штат Алабама, возглавляет разработку семи из десяти полезных нагрузок CLPS, установленных на лунном посадочном модуле Blue Ghost компании Firefly.