Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Astronomi

NASA vælger UMD-ledet forslag til opgradering af måneinstrumenter placeret af Apollo-missioner

The Next Generation Lunar Retroreflektor (NGLR). Kredit:Simone Dell'Agnello fra INFN-LNF

I 1969, University of Maryland fysiker Doug Currie hjalp med at designe tre stadig i brug måneinstrumenter placeret på månen af ​​Apollo 11, 14 og 15. Halvtreds år senere, Currie er den ledende videnskabsmand for et netop godkendt NASA-projekt for at placere næste generations versioner af disse instrumenter på Månen.

Kendt som månereflekser, instrumenterne reflekterer laserimpulser sendt fra Jorden tilbage til deres nøjagtige oprindelsespunkt, tillader præcise målinger af Jord-måne afstanden; leverer data til bedre at forstå aspekter af månens indre, inklusive dens flydende kerne; afprøve spørgsmål om grundlæggende fysik, og tillader bedre kortlægning og navigation af månens overflade.

Ifølge Currie, seniorforsker og professor emeritus ved University of Maryland, det nye UMD-ledede projekt kan føre til forbedringer inden for alle disse forskningsområder:(1) på grund af den hundrede gange forbedring i nøjagtigheden af ​​individuelle områder ved brug af de nye retroreflektorer og (2) på grund af den øgede nøjagtighed, der produceres af et større antal reflektorer med et bredere måneområde dækket af netværket. I øjeblikket, der er fem retroreflektorer på månen:de tre placeret af Apollo-missioner og to franskdesignede instrumenter placeret af sovjetiske månemissioner. Det Currie-ledede forslag ville tilføje tre næste generations retroreflektorer til i alt otte måneretroreflektorarrays.

Afbildet (L-R) i 1969 er University of Maryland (UMD) fysiker Doug Currie, Direktør for University of Texas (UT) McDonald Observatory Harlan J. Smith, NASA-videnskabsmand-astronaut Philip Chapman, UMD professor i fysik Carroll Alley og NASA-forsker-astronaut Don L. Lind diskuterer brugen af ​​McDonald Lunar Laser Ranging Observatory (MLLRO) til at sende korte laserimpulser til den første Lunar Laser Ranging (LLR) retroreflektor efterladt på månens overflade af Apollo 11 astronauter. MLLRO-programmet blev udviklet og oprindeligt drevet af professor Currie (dengang lektor) med støtte fra Goddard Space Flight Center og University of Texas. UMD's professor Alley var den primære efterforsker af projektet for at placere LLR'er på månen for at adressere månens fysik, gravitation, Generel relativitetsteori og jordfysik. LLR-retroreflektorerne blev designet og udviklet af et team, der ud over UMD-fysikerne Alley og Currie, omfattede videnskabsmænd fra universiteter og føderale institutioner, der inkluderede Princeton University, NASA Goddard Space Craft Center, National Bureau of Standards, Wesleyan University og University of California. NASAs Scientist-Astronaut-program uddannet Ph.D. videnskabsmænd og ingeniører som astronauter. Kredit:Doug Currie, University of Maryland

"Vores næste generation månereflektor er en version af det 21. århundrede af de instrumenter, der i øjeblikket er på Månen. Hver placering af en næste generation af månelaserreflekser vil i høj grad forbedre de videnskabelige og navigationsmæssige muligheder i retroreflektornetværket, " sagde Currie. "Disse tilføjelser forbedrer kortlægnings- og navigationsmulighederne, der er vigtige for NASAs planer om at vende tilbage til Månen og inden 2028 etablere en vedvarende menneskelig tilstedeværelse."

"Og disse vil også markant øge videnskabsmænds evne til at bruge netværket til at udføre vigtig videnskab, såsom nye test af generel relativitet og andre teorier om tyngdekraft. Sådanne undersøgelser kan hjælpe os med at forstå naturen af ​​mystisk mørkt stof, som ser ud til at udgøre næsten 27 procent af universet, " han sagde.

Ifølge en NASA-udgivelse, the Next Generation Lunar Retroreflectors (NGLR) er en af ​​12 nye videnskabelige og teknologiske nyttelaster udvalgt af agenturet til at hjælpe mennesker med at studere Månen og udforske mere af dens overflade som en del af NASAs Artemis-måneprogram. Agenturet siger, at retroreflektoren og de andre 11 undersøgelser og demonstrationer "vil hjælpe agenturet med at sende astronauter til Månen inden 2024 som en måde at forberede sig på at sende mennesker til Mars for første gang."

(L) Next Generation Lunar Retroreflektor (NGLR) ved siden af ​​(R) Apollo-æraversionen. Baggrunds-cd'en giver størrelsesreference. Kredit:Doug Currie, University of Maryland

De udvalgte undersøgelser vil gå til Månen på fremtidige flyvninger gennem NASA's Commercial Lunar Payload Services (CLPS) projekt. Ifølge styrelsen, CLPS-projektet tillader hurtig erhvervelse af måneleveringstjenester for nyttelaster som disse, der fremmer videnskabens muligheder, udforskning, eller kommerciel udvikling af Månen.

NASA har udvalgt de første tre kommercielle udbydere af månelandingstjenester, der vil levere videnskab og teknologi nyttelast til månens overflade. Ifølge Currie, Next Generation Retroreflektors er i øjeblikket ikke planlagt af NASA til at være blandt nyttelasterne på disse tre kommercielle månelandinger. "Imidlertid, vi tror på grund af den lave størrelse og vægt af disse retroreflektorer, hver mission kunne sikkert tilføje en til deres planlagte nyttelast for hver af disse kommercielle leveringsmissioner, " han sagde.

"De udvalgte månens nyttelast repræsenterer banebrydende innovationer, og vil drage fordel af tidlige flyvninger gennem vores kommercielle serviceprojekt, " sagde Thomas Zurbuchen, associeret administrator for agenturets Science Mission Directorate i Washington. "Hver demonstrerer enten et nyt videnskabeligt instrument eller en teknologisk innovation, der understøtter videnskabelige og menneskelige udforskningsmål, og mange har bredere applikationer til Mars og videre."

NGLR-teamet består af:Principal Investigator Douglas Currie Professor Emeritus, Institut for Fysik, University of Maryland College Park (UMD); Co-I/Co-PI:Simone Dell'Agnello Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Frascati, Italien; og Co-Investigators Professor Christopher Davis Electrical Engineering Department (UMD); Giovanni Delle Monache Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Frascati, Italien; James Williams Jet Propulsion Laboratory teknisk personale; John Rzasa (UMD); og Dennis Wellnitz Institut for Astronomi (UMD). UMD-assistentforsker Chensheng Wu, et medlem af professor Chris Davis' Maryland Optical Group in Electrical and Computer Engineering har også udført et afgørende arbejde med designet af Next Generation Lunar Retroreflectors.