Technologie

Jak může Izraelský modul Bereshit pomoci v budoucích přistáních na Měsíci

Poslaný na měsíc izraelský soukromý11. dubna by kosmická loď Bereshit měla přistát na kráteru Sea of ​​Clarity, která je na severní polokouli viditelné strany našeho přirozeného satelitu. Na palubě kosmické lodi je malé zařízení, jehož úspěšné ověření bude mnohem přesnější (s chybou až několika centimetrů) pro výpočet přistávacích míst pro robotické i obsazené mise na povrchu družice Země.

Kosmická loď "Berishit", jejíž jméno jeHebrejština je přeložena jako „na začátku byla odeslána do družice Země 21. února. Výzkumný lander je základem soukromé izraelské neziskové organizace SpaceIL a Israel Aerospace Industries. Jako součást letu, přístroj dělal několik plánovaných nápravných manévrů kolem Země, kvůli kterému to téměř šlo do oběžné dráhy kolem satelitu.

Spolu s přistávacím modulem "Bereshit" na měsíciBylo odesláno malé zařízení nazývané retroreflector. Byl poskytován americkou leteckou agenturou NASA. Zařízení je systémem křemenných zrcadel uzavřených uvnitř kopulovitého hliníkového rámu.

Přesné střih

Pokud se „Bereshit“ úspěšně utká 11. dubna, pakKosmická družice NASA Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) obíhající kolem družice využívá svého výškoměru (zařízení pro měření nadmořské výšky) a „odpálí“ retroreflektor přistávacího modulu s laserovými pulsy. Díky tomu projektový tým říká, že budou schopni určit polohu vozidla na měsíčním povrchu s přesností až 10 centimetrů.

V budoucnu NASA plánuje poslat na Měsícmnoho podobných retro reflektorů. Všechny budou sloužit jako referenční značky. To znamená, že kosmická loď, která bude odeslána na Měsíc, bude schopna použít tato zařízení k vytvoření velmi přesných přistání v plánovaných oblastech.

Retro reflektor (LRA) poskytovaný NASApro Bereshitu, to bylo vyvinuto inženýry a vědci z Goddard Space Launch Center, stejně jako odborníci z Massachusetts Institute of Technology. Je umístěn na horní části přistávacího modulu, takže je snadno viditelný z oběžné dráhy.

Laserové paprsky

Samotný retroreflektor nevykonává žádnou aktivní činnostfunkce. Bude používán ve spojení s měsíčním orbitálním laserovým výškoměrem (LOLA) kosmické lodi LRO. Paprsky tohoto výškoměru udeří a odrazí se od měsíčního povrchu. Po každém impulsu LOLA vypočítá dobu pohybu paprsku na povrch a na základě toho vypočítá vzdálenost k němu.

Zatímco "Bereshit" bude provádět zpočátkuúkoly, které jsou mu přiřazeny, nebudou používat retrorefletor instalovaný na něm. To je vysvětleno tím, že laserový paprsek výškoměru může poškodit jiná citlivá zařízení, která jsou na palubě přistávacího modulu. Aby se tomu zabránilo, bude experiment s retroreflektorem přístroje prováděn poté, co se „Bereshit“ stane „zastaralým“, říká David Smith, manažer projektu LOLA na MIT.

„Cílem tohoto experimentu je otestovat koncept. Bude pokračovat co nejdéle. Snad až do doby, než bude nástroj LOLA na palubě LRO udržován. Mimochodem, v červnu letošního roku bude jubilejní - čas, kdy je přístroj na družici, bude 10 let, “říká Smith.

Bodové světlo

Smith poznamenává, že systém laserů byl vynalezena byl vyvinut jeho a jeho kolegou z Goddard Space Flight Center asi před 15 lety, dokonce i pro misi kosmické lodi Phoenix, která operovala na Marsu.

„Předpokládalo se, že tento retroreflektor budepracovat v tandemu s laserovým výškoměrem namontovaným na orbitální kosmické lodi Mars Global Surveyor. Bohužel, když přistávací modul přistál na Rudé planetě, přístroj na orbitální stanici byl mimo provoz, “vysvětluje Smith.

Podle inženýra, hlavním účelem nasazenílaserové systémy na Marsu a na Měsíci mají tato zařízení použít k určení přesného umístění přistávacích zařízení z orbitálních stanic. Způsob má však jednu nevýhodu - jeho přesnost je spojena s omezením velikosti povrchové plochy, která je osvětlena laserovým pulsem. Podle Smitha, laser, který vytváří na povrchu nebeského tělesa 5metrový „bod“ průměru, vyžaduje velmi přesný polohovací systém. V tomto případě by samozřejmě bylo snazší a pohodlnější použít širší laserové paprsky pro určení polohy reflektoru, což však značně sníží přesnost údajů o umístění přístroje na povrchu.

LRO orbitální zařízení

Osamělý laser na měsíci

"Správně přizpůsobený měřicí systém."tento problém vyřešit. Přesto byl nástroj LOLA navržen tak, aby měřil výšku, ne vzdálenost od malého systému reflektorů. Ale v blízké budoucnosti je to jediný dostupný laser na satelitu naší planety, “říká Smith.

S pomocí povrchových záběrůOrbiter LRO, vědci v každém případě budou schopni přesně určit umístění izraelského modulu "Bereshit". Proto je v tomto experimentu kladen důraz na pochopení toho, jak obtížné bude pro LRO určit vzdálenost k přistávacímu modulu.

"Pokud najdete několik přistávacích zónmalé reflektory, pak v budoucích misích bude možné zařízení umístit přímo v tomto místě. Tento systém nevyžaduje sílu, takže může pracovat na satelitu po desetiletí, možná i déle, “dodává Smith.

Lunární orbitální laserový výškoměr (LunarOrbiter Laser Altimeter, LOLA), na palubě kosmické lodi NASA Lunar Reconnaissance Orbiter. Díky němu, stejně jako retroreflector instalovaný na izraelském přistávacím modulu „Bereshit“, budou vědci schopni zjistit přesné místo přistání.

Budoucí přínosy

Podle Smitha, podobný kompaktRetro reflektory mají být instalovány na jiných nebeských tělesech, včetně malých, například stejných asteroidů. Instalace (nebo jednoduše resetování) určitého počtu takových reflektorů na povrch objektu umožní sondám pracujícím v blízkosti tohoto objektu provádět přesnější výpočty jejich vlastností, například přesněji určovat jejich rychlost otáčení, polohu vzhledem k Zemi, stejně jako jejich tvar.

"Protože reflektory mohou fungovat."Po desetiletí může být předmět zájmu prozkoumán současně několika kosmickými loděmi v různých misích. Navíc přítomnost těchto reflektorů na povrchu usnadní kosmické lodi přistát na nebeském tělese zájmu, “dodává Smith.

Samozřejmě mají velmi kompaktní reflektoryomezený rozsah. Podle Smitha jsou prototypy na Goddard Space Launch Center schopny zachytit laserové pulsy ze vzdálenosti asi 10 000 kilometrů.

"Hmotnost kompaktních reflektorů je pouze."asi 20 gramů, ale s použitím větších z nich bude umožněno určit mnohem větší vzdálenosti. Zároveň „velké“ znamená těžší. Výhodou menších je, že mohou být instalovány na téměř jakémkoliv malém podvozku, “říká Smith.

Tento článek můžete projednat v našem telegramu.