NASA gerir enn eina byltinguna í nákvæmri tungllendingu

Í nýlegri tilraun endurvarpaði Lunar Reconnaissance Orbiter frá NASA leysigeisla af „Oreo“ smákökustærð spegils á Indlandi Vikram tungllendingarflugvélinni og skilaði honum aftur í geimfarið sem snéri henni á braut.
Vel heppnuð sýnikennsla opnar dyrnar að nýrri aðferð til að staðsetja skotmörk á yfirborði tunglsins nákvæmlega, sem vonandi mun hjálpa til við að ná mikilli nákvæmni lendingar í tunglferðum í framtíðinni.
Í ágúst 2023 sendi Tunglskip III leiðangur Indlands Vikram Lunar Lander nálægt Manzinus gígnum á suðurpólsvæði tunglsins, sem gerir það að fjórða landinu til að lenda geimfari á stærsta gervihnött jarðar. Lendingavélin bar einnig Pragyan flakkarann, sem eyddi vikum í að safna gögnum um tunglið - þar á meðal dýrmætar vísbendingar um tunglskjálfta - en í september gekk það á áætlun og tókst ekki að "vakna" eftir rafmagnsleysi. en tókst ekki að „vakna“ eftir fyrirhugað rafmagnsleysi í september. En eyðilegi lendingarfarið vakti samt áhuga NASA.
Áður en leiðangurinn hófst sá stofnunin fyrir því að lendingarfarið yrði búið litlum, marghliða spegli sem kallast laserreflektor array (LRA) eða retroreflektor. 2-tommu-breitt (5-sentimetra) tækið, gert úr átta kvarshorns kubískum prismum settum í hvelfingalaga álramma, var hannað til að gera endurkast leysisljóss frá nánast hvaða sjónarhorni sem er til geimfarið á braut.
Árangursrík framþróun
Frá því að lendingin fór utan nets hefur Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) frá NASA gert nokkrar árangurslausar tilraunir til að endurspegla leysigeisla frá endurskinsljósinu. En 12. desember 2023, eftir átta misheppnaðar tilraunir, sló LRO loksins á fylkið úr 100 kílómetra fjarlægð og fékk leysir ping merki.
Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) er eina geimfarið á braut um tunglið sem nú er búið leysivopni. Þessi árangur er mikilvæg sönnun á hugmyndinni fyrir NASA, sem ætlar að nota fleiri endurskinsmerki í tunglleiðangri í framtíðinni, þar á meðal komandi Artemis leiðangri.
Xiaoli Sun, vísindamaður við Goddard geimflugsmiðstöð NASA og leiðtogi leiðangursins, sagði í yfirlýsingu: "Við höfum sýnt fram á að við getum fundið afturábak endurskinsmerki á yfirborði tunglsins frá sporbraut um tunglið. Næsta skref er að bæta þessa tækni þannig að þetta verður venjubundið verkefni fyrir komandi sendiferðir sem vilja nota þessa endurskinsmerki.“
Þetta er ekki í fyrsta sinn sem vísindamenn skjóta leysigeislum á tunglið. Í fortíðinni hefur NASA tekist að endurkasta leysigeislum sem skotið hefur verið frá jörðu á endurskinsmerki sem eftir voru á tunglyfirborðinu í Apollo-leiðangrunum. Sú tilraun sýndi að tunglið var hægt og rólega að fjarlægast jörðina með hraðanum um 1,5 tommur (3,8 sentimetrar) á ári.
Hins vegar var nýja endurskinsljósið hannað með hagnýtari notkun í huga: Flugmála- og geimferðastofnunin ætlar að nota tækið til að hjálpa ómannaðri geimförum að lenda við hlið núverandi fyrirbæra á tunglinu, með því að geta mælt nákvæmlega hversu langt þau eru frá yfirborði tunglsins (miðað við þann tíma sem það tekur leysigeislana að endurkastast í geimfarið).
Þetta gæti verið mikilvægt fyrir uppbyggingu tunglstöðva í framtíðinni og gæti jafnvel gert geimfarum kleift að lenda á bakhlið tunglsins í algjöru myrkri. Svipuð „nákvæmnimerking“ gæti hjálpað til við að koma geimfarahylkinu og farmeiningunni í bryggju við loftlás ISS.
Hvaða úrbætur hafa verið gerðar?
Það tók nokkrar tilraunir fyrir LRO að endurkasta leysinum frá Vikram lendingarfarinu, þar sem brautarvélin var ekki hönnuð fyrir svo nákvæmar hreyfingar. Geimfarið hefur nú starfað í 13 ár og farið yfir færibreytur upphaflegs verkefnis þess, sem var hannað til að kortleggja yfirborð tunglsins.
Til að gera þetta skýtur það fínum leysilínum á tunglið og mælir tímann sem það tekur fyrir þær að hoppa aftur til geimfarsins. En vegna þess að línurnar eru svo langt á milli er erfitt að ná nákvæmlega á svona lítið skotmark.
Í framtíðinni munu geimfar sem miða afturvísandi endurskinsmerki hafa nákvæmari leysigeisla og gætu skotið þeim úr mun nærri fjarlægð. Þannig að samkvæmt NASA ættu þeir fræðilega að geta hitt örsmá skotmörk sín í hvert skipti.
NASA ætlar að setja fleiri endurskinsmerki á tunglið fyrir svipaðar tilraunir í framtíðinni. Síðustu tilraunir þeirra gengu hins vegar ekki vel.
Einn af fyrirhuguðum endurskinsgluggum þeirra var festur á Peregrine tungllendingarflugvélinni í einkaeigu, sem varð fyrir hörmulegum drifefnisleka skömmu eftir að hún var skotin á loft 8. janúar og brann nýlega upp í lofthjúpi jarðar. Hin var fest á SLIM (Smart Lander for Investigating the Moon) lendingarfar Japans, sem lenti á tunglinu 19. janúar, en gæti hafa „dáið“ vegna rafmagnsvandamála.
Þessi vandamál gætu hafa hindrað rannsóknir NASA á endurskinsmerki. En þar sem fyrsta mönnuðu Artemis leiðangurinn seinkaði til 2026, gætu þeir átt nokkra möguleika í viðbót áður en þessi verkefni koma.