Teknologi

Hvordan israelsk Bereshit-modul kan hjælpe i fremtidige landinger på månen

Sendt til månen israelsk privatDen 11. april skulle Bereshit rumfartøjet lande på kraterhavet Clarity, som er på den nordlige halvkugle af den synlige side af vores naturlige satellit. Ombord på rumfartøjet er der en lille enhed, hvis succesfulde verifikation vil gøre det meget mere præcist (med en fejl på op til flere centimeter) for at beregne landingsstederne for både robotte og bemandede missioner til jordens satellit.

Rumfartøjet "Berishit", hvis navn medHebraisk er oversat som "i begyndelsen blev sendt til jord satellit på 21 februar. Forskningslanderen er et hjernebarn af den private israelske non-profit organisation SpaceIL og Israel Aerospace Industries. Som en del af flyvningen lavede enheden flere planlagte korrigerende manøvrer rundt om Jorden, som det næsten gik ind i kredsløb omkring satellitten.

Sammen med landingsmodulet "Bereshit" på månenEn lille enhed kaldet en retroreflektor blev sendt. Han blev leveret af det amerikanske luftfartsselskab NASA. Enheden er et system af kvarts spejle indesluttet inde i en kuppelformet aluminiumsramme.

Præcis pasform

Hvis "Bereshit" med succes måre den 11. april, såNASA Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) rumfartøj kredsløb satellitten bruger sin højdemåler (en enhed til måling af højde) og "fyrer" retroreflektor af landingsmodulet med laserimpulser. Takket være dette siger projektgruppen, at de vil kunne bestemme køretøjets placering på månens overflade med en nøjagtighed på op til 10 centimeter.

I fremtiden planlægger NASA at sende til månenmange lignende retroreflektorer. Alle af dem vil fungere som fiducial markører. Det vil sige, at rumfartøjet, der sendes til månen, vil kunne bruge disse enheder til at foretage meget præcise landinger i de planlagte områder.

Retro Reflector (LRA) leveret af NASAfor Bereshita, den blev udviklet af ingeniører og forskere fra Goddard Space Launch Center, samt af eksperter fra Massachusetts Institute of Technology. Den er placeret på toppen af ​​landingsmodulet, så det er let synligt fra kredsløb.

Laserstråler

Retroreflektoren selv udfører ikke noget aktivtfunktion. Det vil blive brugt sammen med en Lunar Space Bike Lunar Orbital Laser Altimeter (LOLA). Strålerne i denne højdemåler strejke og hoppe ud over månens overflade. Efter hver puls beregner LOLA tidspunktet for bevægelsen af ​​strålen til overfladen og beregner i så fald afstanden til den.

Mens "Bereshit" vil udføre oprindeligtde opgaver, der er tildelt det, bruger ikke retrorefletoren installeret på den. Dette skyldes det faktum, at højdemålerens laserstråle kan beskadige andet følsomt udstyr, der er ombord på landingsmodulet. For at undgå dette vil eksperimentet med apparatets retroreflektor blive udført efter at "Bereshit" er blevet "forældet", siger David Smith, LOLA projektleder ved Massachusetts Institute of Technology.

"Dette forsøg har til formål at teste konceptet. Det vil fortsætte så længe som muligt. Måske, indtil LOLA-værktøjet ombord er LRO vedligeholdt. Forresten, i juni i år vil der være et jubilæum - den tid, hvor enheden er i satellitbanen vil være 10 år, "siger Smith.

Spotlys

Smith bemærker, at lasersystemet blev opfundetog blev udviklet af ham og hans kollega fra Goddard Space Flight Center for omkring 15 år siden, selv for missionen til Phoenix-rumfartøjet, der opererede på Mars.

"Det blev antaget, at denne retroreflektor vilarbejde i tandem med en laser højdemåler monteret på en Mars Global Surveyor orbital rumfartøj. Desværre var instrumentet på orbitalstationen desværre ikke i orden, da landingsmodulet landede på den røde planet, "forklarer Smith.

Ifølge ingeniøren er hovedformålet med implementeringLasersystemer på Mars og Månen er at bruge disse enheder til at bestemme den nøjagtige placering af landingsenhederne fra omløbsstationerne. Metoden har dog en ulempe - dens nøjagtighed er forbundet med at begrænse overfladens størrelse, som er belyst af en laserpuls. Ifølge Smith kræver en laser, der skaber et 5 meter "punkt" i diameter på overfladen af ​​en himmellegeme, et meget præcist pegesystem. I dette tilfælde ville det naturligvis være lettere og mere hensigtsmæssigt at anvende bredere laserstråler til bestemmelse af reflektorens placering, men dette vil i høj grad reducere dataens nøjagtighed på apparatets placering på overfladen.

LRO kredsløbsenhed

Ensom laser på månen

"Korrekt tilpasset målesystemafstanden kan løse dette problem. LOLA-værktøjet blev dog designet til at måle højden, ikke afstand til et lille system af reflektorer. Men i den nærmeste fremtid er dette den eneste tilgængelige laser på satellitten på vores planet, "siger Smith.

Ved hjælp af overflade skudorbiter LRO, vil videnskabsmænd under alle omstændigheder være i stand til præcist at bestemme placeringen af ​​det israelske modul "Bereshit". Derfor er vægten i dette forsøg at forstå, hvor vanskeligt det vil være for LRO at bestemme afstanden til landingsmodulet.

"Hvis du finder omkring landingsområdet et par stykkersmå reflektorer, så i fremtidige missioner vil det være muligt at plante apparatet direkte på dette tidspunkt. Dette system kræver ikke strøm, så det kan arbejde på satellitten i årtier, måske endnu længere, "tilføjer Smith.

Lunar orbital laser højdemåler (LunarOrbiter Laser Altimeter, LOLA), ombord på et NASA Lunar Reconnaissance Orbiter rumfartøj. Med hjælp fra det, samt en retroreflektor installeret på det israelske "Bereshit" landingsmodul, vil forskere kunne finde ud af den nøjagtige landingssted for sidstnævnte.

Fremtidige fordele

Ifølge Smith, lignende kompaktRetroreflektorer er planlagt til at blive installeret på andre himmellegemer, herunder små, for eksempel de samme asteroider. Ved at installere (eller simpelthen nulstille) et bestemt antal reflektorer på overfladen af ​​en genstand vil probes, der arbejder nær dette objekt, kunne udføre mere præcise beregninger af deres egenskaber, for eksempel for mere præcist at bestemme deres rotationshastighed, placering i forhold til Jorden såvel som deres form.

"Fordi reflektorer kan fungereI årtier kan objektet af interesse udforskes samtidigt af flere rumfartøjer i forskellige missioner. Derudover vil tilstedeværelsen af ​​disse reflektorer på overfladen gøre det lettere for rumfartøjet at lande på det himmelske legeme af interesse, "tilføjer Smith.

Selvfølgelig har meget kompakte reflektorerbegrænset rækkevidde. Ifølge Smith er prototyperne på Goddard Space Launch Center i stand til at afhente laserimpulser fra en afstand på omkring 10.000 kilometer.

"Vægten af ​​kompakte reflektorer er kunomkring 20 gram, men ved hjælp af større dem vil de blive bestemt af meget større afstande. Samtidig betyder "stor" tungere. Og fordelene ved de mindre er, at de kan installeres på næsten ethvert lille landingsudstyr, "siger Smith.

Du kan diskutere artiklen i vores telegram-chat.