Мережа рефлекторів NASA може значно спростити висадку на Місяць

У майбутньому здійснити точні посадки на скелястій, скелястій поверхні Місяця з кратерами буде не так важко. Принаймні це мета програми NASA Lunar Retroreflector Array (LRA), ініціативи, яка взаємодіє з американськими та іноземними ініціативами посадкових апаратів на Місяць. LRA складається з куполоподібного пристрою, увінчаного малими скляними призматичними ретровідбивачами. Цей пристрій потім встановлюється на посадковий модуль і доставляється на поверхню Місяця.

LRA може відбивати лазерне світло від інших орбітальних і вхідних космічних кораблів, функціонуючи як постійний маркер розташування на Місяці протягом наступних десятиліть. Але пофарбувати місячний ландшафт цими пристроями було важко.

Приватно побудований посадковий апарат Astrobotic під назвою Peregrine є одним із партнерів NASA Commercial Lunar Payload Services (CLPS), що дозволяє комерційним компаніям літати на Місяць з науковими приладами космічного агентства.

На борту місячного посадкового апарату Astrobotic, який зараз страждає від проблем, був LRA НАСА. Цей посадковий апарат зазнав проблем незабаром після запуску, що позбавило будь-якої надії міцно встати на Місяць.  Але є надія на майбутню спробу приземлення японського розумного посадкового апарату для дослідження Місяця (SLIM), ще одного, який має курс на приземлення 20 січня. Він також несе LRA, наданий NASA.

LRA будуть перевозитися кількома перспективними місіями на Місяць, які підтримуються CLPS, такими як посадковий модуль Intuitive Machines Nova-C. Крім того, є посадковий модуль Astrobotic Griffin, який також буде нести LRA – дуже високу справу, оскільки він перевозить марсохід NASA Volatiles Investigating Polar Exploration Rover або VIPER.  Але не забувайте вже на місці LRA, який був доставлений на Місяць успішним індійським посадковим апаратом Chandrayaan-3 у серпні минулого року.

Кілька орієнтирів 

Корисне навантаження LRA належить до програми CLPS, але блоки LRA, надані міжнародним партнерам, були створені згідно з міжнародними меморандумами про домовленості, підписаними між NASA та відповідними космічними агентствами, пояснює Деніел Кремонс, заступник головного дослідника Лазерної ретрорефлекторної матриці в Центрі космічних польотів імені Годдарда NASA. в Грінбелті, штат Меріленд. 

Кремонс каже, що кожен LRA є окремим маркером розташування на поверхні.

«Подібно до того, як ми використовуємо численні орієнтири для навігації в нашому повсякденному житті на Землі», – каже Кремонс, наявність більшої кількості маркерів розташування, розподілених на місячній поверхні, «спрощує та пришвидшує визначення вашого власного положення на місячній орбіті».

Проєкт LRA визначає «діючий» як посадковий модуль з LRA, який безпечно сідає на поверхню Місяця, додає Кремонс, «що робить [індійський] Chandrayaan-3 єдиним діючим одиничним блоком на цей час».

Кремонс також допоміг інтегрувати LRA на посадковий модуль SpaceIL Beresheet у листопаді 2018 року. Beresheet був першою місячною місією Ізраїлю та першою спробою приватної компанії висадитися на Місяць. Однак цей космічний корабель був втрачений під час спроби посадки у квітні 2019 року.

LRA не вимагає живлення 

У NASA Goddard Space Flight Center є невелика команда, яка займається проектуванням і будівництвом, а також кваліфікацією для польотів крихітного LRA. За словами Кремонса, підрозділи LRA, які вже літали та задіяні в майбутніх місіях CLPS, були виготовлені у 2019 році як одна партія. «Дизайн LRA був оптимізований для роботи лазера від орбіти до посадкового модуля або ровера на поверхні планети».

Лазерна ретрорефлекторна решітка (LRA) занадто мала, щоб використовувати її із Землі. Вони призначені для використання відбитого лазерного світла від лазерного висотоміра або приладу виявлення та визначення відстані (LIDAR) на космічному кораблі, що обертається навколо Місяця або прямує до повної зупинки на місячній місцевості.  LRA складається з восьми крихітних світловідбивачів, встановлених на невеликій високій напівсферичній платформі. Загальна маса LRA становить 20 грамів, і не потребує живлення.

Стадія зародження 

Відповідно до документації LRA, «ретрорефлектори, на відміну від простих плоских дзеркал, відбивають випромінювання від широкого діапазону кутів падіння назад до його джерела з мінімальним розсіюванням і більш яскравим відображенням».

З боку США ще один LRA перевозиться посадковим апаратом Nova-C компанії Intuitive Machines, який планується зайти на край кратера Малаперт А поблизу південного полюса Місяця. Очікується, що посадковий модуль Nova-C запуститься на ракеті Falcon-9 під час місії IM-1 пізніше цього року.

Як зазначає Intuitive Machines, LRA корисні як точні орієнтири для орієнтування та навігації протягом місячного дня чи ночі. «Кілька LRA, що оточують місце посадки, можуть служити точними орієнтирами для спрямування посадкових апаратів, що прибувають, допомагаючи здійснити автономну та безпечну посадку», — пояснює компанія.

Кремонс каже, що бачення полягає в тому, щоб майбутні орбітальні апарати були оснащені лазерною системою визначення дальності, яка б могла регулярно вимірювати відстані до підрозділів LRA для уточнення орбіти космічного корабля навколо Місяця або калібрування контролю наведення. 

«LRA буде особливо корисним на південному полюсі Місяця або поблизу нього, де навігація за зображеннями ускладнена через умови освітлення», — говорить Кремонс. «Оскільки LRA розрахована на функціонування протягом десятиліть, я впевнений, що існують можливості для використання «мережі» LRA, яку ми навіть не розглядали на цьому етапі зародження».