Videnskab
 Science >> Videnskab >  >> Astronomi

Hvordan NASA bruger simpel teknologi til at spore månemissioner

Dette fotografi viser et mockup laser retroreflektor array (LRA) ved NASA's Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland, der demonstrerer det grundlæggende design:en metallisk semi-halvkugleformet skive med otte silicaglasterninger indlejret i dens overflade. NASA/Goddard

NASA bruger en simpel, men effektiv teknologi kaldet Laser Retroreflective Arrays (LRA'er) til at bestemme placeringen af ​​månelandere mere nøjagtigt. De vil blive knyttet til de fleste landere fra amerikanske virksomheder som en del af NASA's Commercial Lunar Payload Service (CLPS) initiativ. LRA'er er billige, små og lette, hvilket gør det muligt for fremtidige månebanere eller landere at lokalisere dem på månen.



Disse enheder består af en lille aluminiumshalvkugle, 2 tommer (5 centimeter) i diameter og 0,7 ounce (20 gram) i vægt, indsat med otte 0,5-tommer-diameter (1,27 centimeter) hjørneterningsreflekser lavet af smeltet silicaglas. LRA'er er målrettet for inklusion på de fleste af de kommende CLPS-leverancer på vej til månens overflade.

LRA'er er designet til at reflektere laserlys, der skinnede på dem fra en lang række vinkler. Dr. Daniel Cremons fra NASA's Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, stedfortrædende hovedefterforsker for LRA-projektet, beskriver dette som at svare til de reflekterende strimler på vejskilte for at hjælpe med natkørsel her på Jorden. "I modsætning til et spejl, hvor det skal peges præcist tilbage mod dig, kan du komme ind i en lang række vinkler, og lyset vil lede direkte tilbage til kilden," sagde han.

Ved at skinne en laserstråle fra et rumfartøj mod retroreflektorerne på et andet og måle, hvor lang tid det tager for lyset at komme tilbage til sin kilde, kan forskerne bestemme afstanden mellem dem.

"Vi har sat disse på satellitter og spændt til dem fra jordbaserede lasere i årevis," sagde Dr. Xiaoli Sun, også fra NASA Goddard og hovedefterforsker for LRA-projektet. "Så, for tyve år siden, fik nogen ideen om at sætte dem på landere. Så kan du række til disse landere fra kredsløb og vide, hvor de er på overfladen."

Det er vigtigt at kende placeringen af ​​landere på overfladen af ​​en anden planetarisk krop, og disse LRA'er fungerer som markører, der arbejder med satellitter i kredsløb for at etablere en navigationshjælp som det globale positioneringssystem (GPS), vi tager for givet her på Jorden.

NASA bruger en simpel, men effektiv teknologi kaldet Laser Retroreflective Arrays (LRA'er) til at bestemme placeringerne af månelandere mere præcist. De vil blive knyttet til landere sendt til Månen som en del af NASAs Commercial Lunar Payload Service (CLPS) initiativ. LRA'er er billige, små og lette. Kredit:NASAs Goddard Space Flight Center/Scientific Visualization Studio James Tralie (ADNET Systems, Inc.). Hovedproducent Xiaoli Sun (NASA/GSFC):Forsker

Laserafstandsmåling bruges også til docking af rumfartøjer, ligesom lastrumfartøjerne, der bruges til den internationale rumstation, påpegede Cremons. LRA'erne lyser op, når du lyser lys på dem, hvilket hjælper med at styre præcisionsdocking. De kan også detekteres af lidarer på rumfartøjer fra langt væk for at bestemme deres rækkevidde og tilgangshastighed ned til meget stramme nøjagtighedsklassificeringer og fri for behovet for belysning fra solen, hvilket gør det muligt at docke om natten.

Han tilføjer, at reflektorerne kunne tillade rumfartøjer nøjagtigt at finde vej til en landingsplads, selv uden hjælp af eksternt lys til at guide tilgangen. Dette betyder, at LRA'er i sidste ende kan bruges til at hjælpe rumfartøjer med at lande på ellers buldmørke steder tæt på permanent skyggefulde områder nær månens sydpol, som er primære målområder for bemandede missioner på grund af de ressourcer, der måtte eksistere der, såsom vandis. .

Da LRA'er er små og lavet af simple materialer, kan de flyve på videnskabelige missioner som en fordelagtig, men lavrisiko tilføjelse. "I sig selv er det fuldstændig passivt," sagde Clemons. "LRA'er vil overleve det barske månemiljø og fortsætte med at være anvendelige på overfladen i årtier. Derudover kan du, udover at navigere og finde ud af, hvor dine landere er, også bruge laserafstandsmåling til at fortælle, hvor din orbiter er omkring månen."

Dette betyder, at efterhånden som flere landere, rovere og orbitere sendes til månen med en eller flere LRA'er, vil vores evne til at måle placeringen af ​​hver nøjagtigt kun blive bedre. Som sådan, efterhånden som vi installerer flere LRA'er til månens overflade, vil dette voksende netværk give videnskabsfolk mulighed for at måle placeringen af ​​nøglelandere og andre interessepunkter mere og mere præcist, hvilket giver mulighed for at opnå større og bedre videnskab.

NASA's Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) er i øjeblikket det eneste NASA-rumfartøj, der kredser om månen med laserafstandskapacitet. LRO har allerede haft held med at tage afstand til LRA på den indiske rumforskningsorganisations Vikram-lander på månens overflade og vil fortsætte med at række til LRA på fremtidige landere.

Under Artemis vil CLPS-leverancer udføre videnskabelige eksperimenter, teste teknologier og demonstrere evner til at hjælpe NASA med at udforske månen og forberede sig til menneskelige missioner. Med Artemis-missioner vil NASA lande den første kvinde og den første farvede person på månen ved at bruge innovative teknologier til at udforske mere af månens overflade end nogensinde før.

Agenturet vil samarbejde med kommercielle og internationale partnere og etablere den første langsigtede tilstedeværelse på månen. Derefter vil NASA bruge det, vi lærer på og omkring månen, til at tage det næste gigantiske spring:at sende de første astronauter til Mars.

Leveret af NASA




Varme artikler