En el futuro, lanzarse como un cohete para realizar aterrizajes de precisión en la cara escarpada, rocosa y llena de cráteres de la Luna no será tan difícil.
Al menos ese es el objetivo del programa Lunar Retroreflector Array (LRA) de la NASA, una iniciativa que interactúa con iniciativas estadounidenses y extranjeras de aterrizaje lunar. LRA consiste en un dispositivo en forma de cúpula, coronado por pequeños retrorreflectores de prisma de vidrio. Luego, ese dispositivo se monta en un módulo de aterrizaje lunar y se entrega al superficie lunar.
El LRA puede hacer rebotar la luz láser de otras naves espaciales en órbita y entrantes, funcionando como un marcador de ubicación permanente en la luna durante las próximas décadas.
Pero salpicar el paisaje lunar con estos dispositivos ha sido una tarea difícil de resolver.
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Misiones de alto riesgo y de éxito o fracaso
La construcción privada astrobotico El módulo de aterrizaje, denominado Peregrine, es una de las asociaciones de Servicios Comerciales de Carga Lunar (CLPS) de la NASA, que permite a las empresas comerciales llevar instrumentos científicos de la agencia espacial a la luna.
A bordo del ahora Módulo de aterrizaje lunar astrobótico plagado de problemas era un NASA ERS. Ese módulo de aterrizaje sufrió problemas poco después del lanzamiento, lo que redujo cualquier esperanza de aterrizar firmemente en la Luna.
Pero hay esperanzas para el próximo intento de aterrizaje del módulo de aterrizaje inteligente japonés para investigar la Luna (DELGADO), otro en camino a un touchdown el 20 de enero. También lleva un LRA proporcionado por la NASA.
Los LRA serán transportados por varias misiones lunares prometedoras respaldadas por CLPS, como Intuitive Machines. módulo de aterrizaje Nova-C. Luego está el astrobótico. módulo de aterrizaje grifoque también llevará un LRA, una tarea de mucho riesgo ya que lleva el rover de exploración polar de investigación de volátiles de la NASA, o VÍBORA.
Pero no olvidemos el LRA que ya se encuentra en el lugar y que fue llevado a la luna por el exitoso Chandrayaan-3 módulo de aterrizaje lunar en agosto del año pasado.
Múltiples puntos de referencia
Las cargas útiles del LRA están bajo el programa CLPS, pero las unidades del LRA proporcionadas a socios internacionales se realizaron bajo memorandos de entendimiento internacionales firmados entre la NASA y las respectivas agencias espaciales, explica Daniel Cremons, investigador principal adjunto de Laser Retroreflector Array en la NASA. Centro de vuelos espaciales Goddard en Greenbelt, Maryland.
Cremons dice que cada LRA es un marcador de ubicación distinta en la superficie.
«Así como utilizamos múltiples puntos de referencia para navegar en nuestra vida diaria en la Tierra», dice Cremons, tener un mayor número de marcadores de ubicación distribuidos en la superficie lunar «hace que sea más fácil y rápido determinar su propia posición en la órbita lunar».
El proyecto LRA define «operacional» como el módulo de aterrizaje que transporta al LRA y que se posa de forma segura en la superficie lunar, añade Cremons, «lo que hace que [India’s] Chandrayaan-3 es la única unidad operativa en este momento».
Cremons también ayudó a integrar un LRA en el módulo de aterrizaje SpaceIL Beresheet en noviembre de 2018. Beresheet fue La primera misión lunar de Israel y el primer intento de una empresa privada de aterrizar en la luna. Esa nave espacial, sin embargo, se perdió durante un intento de aterrizaje en abril de 2019.
El LRA no necesita energía
En el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA hay un pequeño equipo dedicado a diseñar y construir, así como a calificar para vuelo el pequeño LRA.
Las unidades del LRA que ya han volado y se manifiestan en las próximas misiones CLPS se fabricaron en 2019 como un solo lote, dice Cremons. «El diseño del LRA fue optimizado para láser que va desde la órbita hasta un módulo de aterrizaje o un rover en una superficie planetaria».
El conjunto de retrorreflectores láser (LRA) es demasiado pequeño para usarse desde Tierra. Están destinados a utilizar la luz láser reflejada de un altímetro láser o un equipo de detección y alcance de luz (LIDAR) en una nave espacial que orbita la luna o se dirige a detenerse por completo en el terreno lunar.
Un LRA consta de ocho pequeños retrorreflectores montados en una pequeña plataforma hemisférica alta. La masa total del LRA es de 20 gramos y no requiere energía.
etapa naciente
Según la documentación del LRA, «los retrorreflectores, a diferencia de los simples espejos planos, reflejan la radiación desde una amplia gama de ángulos incidentes hacia su fuente, con una dispersión mínima y un reflejo más brillante».
Desde el lado estadounidense, otro LRA está siendo transportado por el módulo de aterrizaje Nova-C de Intuitive Machines, programado para aterrizar en el borde del cráter de Malapert A cerca del polo sur de la luna. Se espera que el módulo de aterrizaje Nova-C se lance en un cohete Falcon-9 en su misión IM-1 a finales de este año.
Como lo señaló Máquinas intuitivas, Los LRA son útiles como puntos de referencia de precisión para orientación y navegación durante el día o la noche lunar. «Unos pocos LRA que rodean un lugar de aterrizaje pueden servir como puntos de referencia de precisión para guiar a los módulos de aterrizaje que llegan, ayudando a un aterrizaje autónomo y seguro», explica la compañía.
Cremons dice que la visión es tener futuros orbitadores equipados con un sistema de alcance láser para alcanzar regularmente unidades LRA para refinar las órbitas de una nave espacial alrededor de la luna o calibrar el control de orientación.
«El LRA será especialmente útil en el polo sur lunar o cerca de él, donde la navegación basada en imágenes es difícil debido a las condiciones de iluminación», afirma Cremons. «Dado que el LRA está diseñado para estar operativo durante décadas, estoy seguro de que hay oportunidades de uso de la 'red' del LRA que ni siquiera hemos considerado en esta etapa incipiente».
