La NASA realizza un'altra svolta nell'atterraggio lunare ad alta precisione

In un recente esperimento, il Lunar Reconnaissance Orbiter della NASA ha riflesso con successo un raggio laser da uno specchio "Oreo" delle dimensioni di un biscotto sul lander lunare indiano Vikram e lo ha restituito alla navicella spaziale in orbita che lo ha lanciato.
Il successo della dimostrazione apre le porte a un nuovo metodo per localizzare accuratamente i bersagli sulla superficie lunare, che si spera aiuterà a realizzare atterraggi di alta precisione nelle future missioni lunari.
Nell'agosto 2023, la missione indiana Moon Ship III ha schierato il Vikram Lunar Lander vicino al cratere Manzinus nella regione polare meridionale della Luna, rendendolo il quarto paese a far atterrare un veicolo spaziale sul più grande satellite della Terra. Il lander trasportava anche il rover Pragyan, che ha trascorso settimane a raccogliere dati sulla Luna – comprese preziose prove di terremoti – ma a settembre è andato come previsto e non è riuscito a “svegliarsi” dopo un’interruzione di corrente. ma non è riuscito a "svegliarsi" dopo un'interruzione di corrente programmata a settembre. Ma il lander abbandonato suscitava ancora l’interesse della NASA.
Prima dell’inizio della missione, l’agenzia ha predisposto che il lander fosse dotato di un piccolo specchio sfaccettato chiamato laser reflector array (LRA) o retroriflettore. Il dispositivo largo 2-pollici (5-centimetri), costituito da otto prismi cubici con angoli di quarzo incastonati in un telaio di alluminio a forma di cupola, è stato progettato per consentire la riflessione della luce laser praticamente da qualsiasi angolazione la navicella spaziale in orbita.
Una progressione di successo
Da quando il lander è andato offline, il Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) della NASA ha effettuato diversi tentativi infruttuosi di riflettere i laser dal retroriflettore. Ma il 12 dicembre 2023, dopo otto tentativi falliti, LRO ha finalmente colpito l’array da 100 chilometri di distanza e ha ricevuto un segnale ping laser.
Il Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) è l'unico veicolo spaziale attualmente in orbita attorno alla Luna ad essere dotato di un'arma laser. Questo successo è un’importante prova di concetto per la NASA, che prevede di utilizzare più riflettori nelle future missioni lunari, inclusa l’imminente missione Artemis.
Xiaoli Sun, ricercatore presso il Goddard Space Flight Center della NASA e leader della missione, ha dichiarato in una dichiarazione: "Abbiamo dimostrato che possiamo localizzare riflettori posteriori sulla superficie lunare dall'orbita lunare. Il prossimo passo è migliorare questa tecnica in modo che diventa una missione di routine per le missioni future che vogliono utilizzare questi riflettori."
Questa non è la prima volta che gli scienziati lanciano laser sulla Luna. In passato, la NASA ha riflesso con successo i laser sparati dalla Terra sui riflettori lasciati sulla superficie lunare durante le missioni Apollo. Quell’esperimento mostrò che la Luna si stava lentamente allontanando dalla Terra ad una velocità di circa 3,8 centimetri all’anno.
Tuttavia, il nuovo retroriflettore è stato progettato pensando a un uso più pratico: la National Aeronautics and Space Administration prevede di utilizzare il dispositivo per aiutare i veicoli spaziali senza equipaggio ad atterrare vicino agli oggetti esistenti sulla Luna, essendo in grado di misurare con precisione la loro distanza. provengono dalla superficie lunare (in base alla quantità di tempo necessaria affinché i laser si riflettano sulla navicella).
Ciò potrebbe essere importante per la costruzione di future basi lunari e potrebbe persino consentire agli astronauti di atterrare sul retro della Luna nella completa oscurità. Una simile "marcatura di precisione" potrebbe aiutare l'imminente attracco della capsula dell'astronauta e del modulo cargo alla camera di equilibrio della ISS.
Quali miglioramenti sono stati apportati?
Ci sono voluti diversi tentativi affinché LRO riflettesse con successo il laser del lander Vikram, poiché l'orbiter non era progettato per manovre così precise. La navicella spaziale opera ormai da 13 anni, superando i parametri della sua missione originale, progettata per mappare la superficie lunare.
Per fare ciò, spara sottili linee laser sulla Luna e misura il tempo necessario affinché queste ritornino sulla navicella spaziale. Ma poiché le linee sono così distanti, è difficile colpire con precisione un bersaglio così piccolo.
In futuro, i veicoli spaziali che puntano ai riflettori rivolti all’indietro disporranno di laser più precisi e potrebbero spararli da distanze molto più ravvicinate. Quindi, secondo la NASA, dovrebbero teoricamente essere in grado di colpire ogni volta i loro piccoli bersagli.
La NASA prevede di posizionare più riflettori sulla Luna per esperimenti simili in futuro. Tuttavia, i loro ultimi tentativi non sono andati a buon fine.
Uno dei retroriflettori proposti è stato montato sul lander lunare Peregrine, di proprietà privata, che ha subito una catastrofica perdita di propellente poco dopo il suo lancio l'8 gennaio ed è recentemente bruciato nell'atmosfera terrestre. L'altro era collegato al lander giapponese SLIM (Smart Lander for Investigating the Moon), che è atterrato con successo sulla Luna il 19 gennaio, ma potrebbe essere "morto" a causa di problemi di alimentazione.
Questi problemi potrebbero aver ostacolato la ricerca della NASA sul riflettore. Ma con la prima missione Artemis con equipaggio ritardata fino al 2026, potrebbero avere qualche possibilità in più prima che quelle missioni arrivino.