En el futuro, ya no será tan difícil realizar aterrizajes de precisión en la cara empinada, rocosa y llena de cráteres de la Luna.
Al menos ese es el objetivo del programa Lunar Retroreflector Array (LRA) de la NASA, una iniciativa que interactúa con iniciativas de aterrizaje lunares estadounidenses y extranjeras. LRA consiste en un dispositivo en forma de cúpula, rematado con pequeños retrorreflectores de prisma de vidrio. Luego, este dispositivo se monta en un módulo de aterrizaje lunar y se entrega a la 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 fue una tarea difícil de llevar a cabo.
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Altos riesgos y misiones aleatorias
El módulo de aterrizaje astrobótico de construcción privada, llamado Peregrine, es una de las asociaciones de Servicios de carga útil lunar comercial (CLPS) de la NASA, que permite a las empresas comerciales llevar los instrumentos científicos de la agencia espacial a la Luna.
A bordo del módulo de aterrizaje lunar Astrobotic, ahora plagado de problemas, había un NASA ERS. Este módulo de aterrizaje tuvo problemas poco después del lanzamiento, lo que redujo cualquier esperanza de plantar firmemente sus pies en la luna.
Pero hay esperanzas para el próximo intento de aterrizaje del módulo de aterrizaje inteligente japonés para investigar la Luna (SLIM), otro en camino a un aterrizaje el 20 de enero. También lleva un LRA proporcionado por la NASA.
Los LRA serán transportados por varias próximas misiones lunares respaldadas por CLPS, como el módulo de aterrizaje Nova-C de Intuitive Machines. Luego está el módulo de aterrizaje Astrobotic Griffin, que 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 VIPER.
Pero no olvidemos al LRA que ya estaba allí y que fue transportado a la Luna gracias al éxito de la India. Chandrayaan-3 módulo de aterrizaje lunar en agosto del año pasado.
Varios puntos de referencia
Las cargas útiles del LRA entran dentro del programa CLPS, pero las unidades del LRA proporcionadas a socios internacionales se llevaron a cabo en virtud de memorandos de entendimiento internacionales firmados entre la NASA y las respectivas agencias espaciales, explica Daniel Cremons, investigador principal adjunto de la red. Centro de vuelos espaciales. 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 por la superficie lunar “hace que sea más fácil y rápido determinar tu propia posición en la órbita lunar.
El proyecto LRA define «operacional» como el módulo de aterrizaje que lleva al LRA aterrizando 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. Esta 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 al diseño y construcción, así como a la calificación de vuelo, del pequeño LRA.
Cremons dice que todas las unidades del LRA que ya volaron y aparecerán en las próximas misiones CLPS se fabricaron en 2019 en un solo lote. «El diseño del LRA fue optimizado para un láser que pasa de la órbita a un módulo de aterrizaje o un rover en una superficie planetaria».
El conjunto de retrorreflectores láser (LRA) es demasiado pequeño para usarse, ya que Tierra. Están destinados a utilizar luz láser reflejada por 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 una parada completa en terreno lunar.
Un LRA consta de ocho pequeños retrorreflectores montados en una plataforma hemisférica alta y pequeña. La masa total del LRA es de 20 gramos y no requiere energía.
Etapa temprana
Según la documentación del LRA, «los retrorreflectores, a diferencia de los simples espejos planos, reflejan la radiación desde una amplia gama de ángulos de incidencia hacia su fuente, con una dispersión mínima y un reflejo más brillante».
Del lado americano, otro LRA es transportado por el módulo de aterrizaje Nova-C de Intuitive Machines, que debe aterrizar en el borde del cráter 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 como parte de su misión IM-1 a finales de este año.
Como se ha señalado 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 marcadores de precisión para guiar a los módulos de aterrizaje que llegan, facilitando 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 acercarse regularmente a las unidades del LRA para refinar las órbitas de una nave espacial alrededor de la luna o calibrar el control de orientación.
«LRA será particularmente útil en o cerca del polo sur lunar, donde la navegación basada en imágenes es difícil debido a las condiciones de iluminación», dice Cremons. «Dado que el LRA está diseñado para estar operativo durante décadas, estoy seguro de que hay oportunidades para utilizar la ‘red’ del LRA que ni siquiera hemos considerado en esta etapa incipiente».
