NASAは月面のクッキーサイズの装置からレーザーを反射させた

最近いくつかの遅延があったにもかかわらず、NASA のアルテミス計画は、月面での恒久的な人類の居住を確立する計画にほぼ順調に進んでいます。アルテミスの宇宙飛行士は、月面を移動する際だけでなく、地球との半定期的な往来でも、多くのロジスティクス情報に頼ることになります。これに備えるため、NASA は訪問者の安全で正確かつ信頼性の高い長期月面滞在を保証するためにさまざまなツールをテストしています。そして、宇宙機関の最近の最も成功した実験の 1 つは、地球で長年使用されている戦術を利用して、月で初めてそれを達成しました。

NASAによると、現在月の軌道上にある月探査機（LRO）は最近、南極地域のマンジヌス・クレーター付近にあるインド宇宙研究機関（ISRO）のヴィクラム着陸船の真下約100km（約62マイル）にレーザー高度計を向けた。2023年12月12日に5回のパルスを発射した後、LROはヴィクラムに搭載された小型反射鏡に反射された信号を記録し、この方法が初めて月で成功したことを確認した。

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反射鏡からレーザーが戻ってくる時間を測定することで、物体までの距離と位置を正確に推定することができます。レーザー高度計は、先月のテストとは逆の方向ではありますが、地球上の衛星を追跡するためによく利用されています。通常、パルスは地表の装置から軌道上の衛星に向かって発射され、その逆ではありません。反射鏡は、アポロ計画の際、地球から月までの距離を測定するためにも使用されました。月までの距離は、毎年 1.5 インチずつ広がっていることが明らかになっています。

しかし、アポロ計画のスーツケースサイズの反射鏡は、ヴィクラムに搭載されたものよりはるかに大きかった。それに比べて、ヴィクラム着陸船に搭載されたレーザー反射鏡アレイは、直径 2 インチの円形のアルミニウム フレームにすぎない。この装置の動作には電源は必要なく、8 つの石英コーナーキューブ プリズムのいずれかからレーザーが反射してビームの光源に戻るのを待つだけでよい。

待つことといえば、かなり長い時間でした。LRO の月周回衛星レーザー高度計 (LOLA) は、月の表面の 32 フィート幅の部分のみをカバーするパルスを発します。各パルスの間にはギャップがあるため、LRO がヴィクラム着陸船の上を移動する際に、反射鏡に実際に当たる可能性はわずかしかありませんでした。

「高度計は、クレーター、岩、巨石を探知して、月全体の高度マップを作成するのに非常に役立ちます。しかし、反射鏡の100分の1度以内の精度を測るには適していません。これは、一貫してピンポイントで通信を行うために必要なことです」とNASAは先週説明した。このため、最終的にヴィクラムとの交信に成功するまで8回の試行が必要となった。

LRO の高度計は現在、月を周回する唯一のレーザー ツールであるため、反射鏡からの測定結果が一貫して正確に得られるようにするには、さらに多くのレーザー ツールが必要になります。ただし、これらのツールが設置できれば、将来のレーザー システムを使用して、ほぼ完全な月の暗闇の中でアルテミス宇宙飛行士が着陸できるようにしたり、すでに着陸した宇宙船の位置をマークしたりできます。同様の反射鏡アレイは現在、貨物輸送を国際宇宙ステーションに自律的にドッキングさせるために使用されています。宇宙飛行士のナビゲーションと安全を導く、小さな月面航空管制官のようなものだと考えてください。

それまでの間、さらに多くの反射鏡が運ばれる予定だ。先週の着陸時にJAXAのSLIM着陸機に反射鏡が1つ搭載され、2月中旬には民間企業の打ち上げ機に反射鏡がもう1つ搭載される予定だ。