NASAのLROのレーザー機器がインドの月着陸船へのpingに成功

月面で初めて、軌道周回中の NASA 宇宙船と、月面にある ISRO (インド宇宙研究機関) のヴィクラム着陸船にあるオレオサイズの装置との間で、レーザー光線の送信と反射が行われました。 実験の成功により、月面上の正確な目標位置の新しいスタイルへの扉が開かれました。

2023年12月12日東部時間午後3時、NASAのLRO（月偵察周回機）がレーザー高度計をヴィクラムに向けた。 LROが着陸船に向けてレーザーパルスを送信したとき、着陸船はLROから62マイル（100キロメートル）離れた、月の南極地域にあるマンジヌス・クレーター近くにいた。 オービターがヴィクラム号に搭載された NASA の小さな再帰反射器で反射した光を記録した後、NASA の科学者たちは自分たちの技術がついに機能したことを知りました。

物体に向けてレーザーパルスを送信し、光が反射するまでにかかる時間を測定することは、地上から地球軌道上の衛星の位置を追跡するために一般的に使用される方法です。 ただし、逆のテクニックを使用してください:送信 レーザーパルス 科学者らによると、移動中の宇宙船から静止した宇宙船まで、正確な位置を特定するための技術は、月面で多くの応用が可能だという。

「私たちは、再帰反射器を月の軌道から地表に設置できることを示しました」と、アン協会の一環としてヴィクラムの再帰反射器を開発したメリーランド州グリーンベルトのNASAゴダード宇宙飛行センターのチームを率いたXiaoli Sun氏は語った。 NASAとISROの間で。 「次のステップは、将来これらの再帰反射板を使用したいミッションで日常的に使用できるように技術を改善することです。」

幅わずか 2 インチ (つまり 5 センチメートル) の NASA の小型だが強力な再帰反射器は、レーザー再帰反射器アレイと呼ばれ、ドーム型のアルミニウム フレーム内に 8 個の石英コーナー キューブ プリズムが配置されています。 科学者らによると、この装置はシンプルで耐久性があり、電源もメンテナンスも必要なく、数十年間使用できるという。 その構成により、再帰反射体はあらゆる方向から入ってくる光を反射して光源に戻すことができます。

再帰反射板は科学や探査のさまざまな用途に使用でき、実際、アポロ時代から月面でも使用されてきました。 スーツケースほどの大きさの再帰反射板が光を地球に向けて反射することで、月が年間 3.8 センチメートル (1.5 インチ) の速度で地球から遠ざかっていることが明らかになりました。

この新世代の小型再帰反射体には、以前の大型再帰反射体よりもさらに多くの用途があります。 国際宇宙ステーションでは、貨物輸送宇宙船の自律ドッキングを支援する精密マーカーとして使用されています。

将来的には、例えば、暗闇の中でアルテミスの宇宙飛行士を地表に誘導したり、すでに地表にいる宇宙船の位置をマークして、宇宙飛行士や無人宇宙船が隣に着陸するのを支援したりすることができるようになる。

しかし、再帰反射板が月を照らすことができるようになるまでには、まだやるべきことが残っています。 当面の導入に対する最大の障害は、LROの高度計が、その主な任務から13年間運用されており、現時点で月の周回軌道を周回している唯一のレーザー機器であることだ。 しかし、この器具は目標を示すために設計されたものではありません。 2009 年以来、LOLA と呼ばれる高度計は、月面へのミッションに備えて月の地形をマッピングする役割を担ってきました。

「私たちはLOLAがこのオレオサイズの標的を狙い、毎回命中させたいと考えていますが、それは困難です」とサンと協力しているNASAのゴダード科学者ダニエル・クレモンズは語った。 高度計がヴィクラムの再帰反射板に接触するまでに 8 回の試行が必要でした。

LOLA作品5点をお届けします レーザー光線 月に向かって進み、それぞれが反射して戻ってくるまでの時間を測定します（光が早く戻ってくるほど、LOLA と地表の間の距離が短くなり、したがってその領域の標高が高くなります）。 それぞれ レーザービーム 高度 62 マイルまたは 100 キロメートルから、幅 32 フィートまたは 10 メートルのエリアをカバーします。 ビーム間には大きなギャップがあるため、月周回船が着陸船上を通過するたびにレーザーパルスが再帰反射器に接触する可能性はわずかです。

高度計は、クレーター、岩、岩を検出して月の全球高度地図を作成するのに優れています。 しかし、安定した ping を達成するために必要な、再帰反射体の 100 分の 1 度以内を狙うのには理想的ではありません。 カバー範囲に隙間なくゆっくりと継続的に表面をスキャンする将来のレーザーは、小型再帰反射器がその可能性を発揮するのに役立つでしょう。

今のところ、NASA の小型再帰反射器の開発チームは、LRO のレーザー高度計を引き続き使用して、地表上のターゲット、特に着陸船の位置を正確に把握する予定です。

NASA の再帰反射鏡は、2024 年 1 月 19 日に月面に着陸する JAXA (宇宙航空研究開発機構) の SLIM 着陸船に搭載されるものや、民間企業の Intuitive Machines によって製造されるものなど、公的および民間の月着陸モジュールに搭載される予定です。会社。 に宇宙船を打ち上げる計画だ ルナ 2月中旬。 Intuitive Machines は、NASA の商用月ペイロード サービス (CLPS) イニシアチブに基づいて、再帰反射板を含む 6 つの NASA ペイロードを搭載します。