נאס"א מבינה פריצת דרך נוספת בנחיתת ירח ברמת דיוק גבוהה

בניסוי שנערך לאחרונה, ה-Lunar Reconnaissance Orbiter של נאס"א החזיר בהצלחה קרן לייזר ממראה בגודל עוגיות "אוראו" על נחתת הירח Vikram של הודו והחזיר אותה לחללית המקיפה אותה ששיגרה אותה.
ההדגמה המוצלחת פותחת דלת לשיטה חדשה לאיתור מדויק של מטרות על פני הירח, אשר בתקווה תסייע בהשגת נחיתות ברמת דיוק גבוהה במשימות ירח עתידיות.
באוגוסט 2023, משימת ספינת הירח III של הודו פרסה את הנחתת הירח ויקראם ליד מכתש מנזינוס באזור הקוטב הדרומי של הירח, והפכה אותה למדינה הרביעית שהנחתה חללית על הלוויין הגדול ביותר של כדור הארץ. הנחתת נשאה גם את הרובר הפראגאי, שבילה שבועות באיסוף נתונים על הירח - כולל עדויות יקרות ערך לרעידות ירח - אך בספטמבר הוא יצא לפי לוח הזמנים ולא הצליח "להתעורר" לאחר הפסקת חשמל. אך לא הצליח "להתעורר" לאחר הפסקת חשמל מתוכננת בספטמבר. אבל הנחיתה הנטושה עדיין עוררה את העניין של נאס"א.
לפני תחילת המשימה, הסוכנות דאגה לצייד את הנחתת במראה קטנה ורבת פנים הנקראת מערך מחזירי לייזר (LRA) או רטרפלקטור. המכשיר ברוחב 2- אינץ' (5-סנטימטר), העשוי משמונה מנסרות מעוקבות פינות קוורץ הממוקמות במסגרת אלומיניום בצורת כיפה, תוכנן כדי לאפשר השתקפות של אור לייזר כמעט מכל זווית אל החללית המקיפה.
התקדמות מוצלחת
מאז שהנחתת יצאה למצב לא מקוון, ה-Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) של נאס"א ביצע מספר ניסיונות לא מוצלחים לשקף לייזרים מהרטרו-רפלקטור. אבל ב-12 בדצמבר 2023, לאחר שמונה ניסיונות כושלים, LRO סוף סוף פגע במערך ממרחק של 62 מייל (100 ק"מ) וקיבל אות פינג לייזר.
מסלול סיור הירח (Lunar Reconnaissance Orbiter) הוא החללית היחידה המקיפה כיום את הירח המצוידת בנשק לייזר. הצלחה זו היא הוכחה חשובה לקונספט עבור נאס"א, שמתכננת להשתמש בעוד מחזירי אור במשימות ירח עתידיות, כולל משימת ארטמיס הקרובה.
שיאולי סאן, מדען מחקר במרכז טיסות החלל גודארד של נאס"א ומנהיג המשימה, אמר בהצהרה: "הוכחנו שאנחנו יכולים לאתר מחזירי אור לאחור על פני הירח ממסלול הירח. השלב הבא הוא לשפר טכניקה זו כך זה הופך למשימה שגרתית למשימות עתידיות שרוצות להשתמש במחזירי אור אלו".
זו לא הפעם הראשונה שמדענים יורים לייזרים על הירח. בעבר, נאס"א שיקפה בהצלחה לייזרים שנורו מכדור הארץ אל מחזירי אור שנותרו על פני הירח במהלך משימות אפולו. ניסוי זה הראה שהירח מתרחק באיטיות מכדור הארץ בקצב של כ-1.5 אינץ' (3.8 סנטימטר) בשנה.
עם זאת, הרטרו-רפלקטור החדש תוכנן מתוך מחשבה על שימוש מעשי יותר: מינהל האווירונאוטיקה והחלל הלאומי מתכנן להשתמש במכשיר כדי לסייע לחללית בלתי מאוישת לנחות ליד עצמים קיימים על הירח, על ידי יכולת למדוד במדויק עד כמה הם הם משטח הירח (בהתבסס על משך הזמן שלוקח ללייזרים להשתקף בחזרה לחללית).
זה יכול להיות חשוב לבניית בסיסי ירח עתידיים, ואף יכול לאפשר לאסטרונאוטים לנחות על צדו האחורי של הירח בחושך מוחלט. "סימון דיוק" דומה יכול לסייע לעגינה הקרובה של קפסולת האסטרונאוט ומודול המטען למנעול האוויר של ה-ISS.
אילו שיפורים בוצעו?
נדרשו מספר ניסיונות ל-LRO לשקף בהצלחה את הלייזר מנחתת ויקראם, שכן המסלול לא תוכנן לתמרונים כה מדויקים. החללית פועלת כעת כבר 13 שנים, וחורגת מהפרמטרים של משימתה המקורית, שנועדה למפות את פני הירח.
לשם כך, הוא יורה קווי לייזר עדינים לעבר הירח ומודד את הזמן שלוקח להם לקפוץ חזרה לחללית. אבל בגלל שהקווים כל כך רחוקים זה מזה, קשה לפגוע במדויק במטרה כל כך קטנה.
בעתיד, לחללית שתכוון למחזירי אור הפונים לאחור יהיו לייזרים מדויקים יותר ועשויות לירות אותם ממרחקים הרבה יותר קרובים. אז, לפי נאס"א, הם אמורים להיות מסוגלים תיאורטית לפגוע במטרות הזעירות שלהם בכל פעם.
נאס"א מתכננת להציב יותר מחזירי אור על הירח לצורך ניסויים דומים בעתיד. עם זאת, הניסיונות האחרונים שלהם לא עלו יפה.
אחד ממחזירי הרטרו המוצעים שלהם הותקן על נחתת הירח שבבעלות פרטית Peregrine, שסבלה מדליפת חומר הנעה קטסטרופלית זמן קצר לאחר שיגורה ב-8 בינואר ולאחרונה נשרף באטמוספירה של כדור הארץ. השני היה מחובר לנחתת ה-SLIM (נחתת חכמה לחקירת הירח) של יפן, שנחתה בהצלחה על הירח ב-19 בינואר, אך ייתכן ש"מתה" בגלל בעיות חשמל.
בעיות אלו עשויות להפריע למחקר של נאס"א על ​​המשקף. אבל עם המשימה המאוישת הראשונה של ארטמיס מתעכבת עד 2026, אולי יהיו להם עוד כמה הזדמנויות לפני שהמשימות האלה יגיעו.