NASA ประสบความสำเร็จอีกครั้งในการลงจอดบนดวงจันทร์ที่มีความแม่นยำสูง

ในการทดลองเมื่อเร็วๆ นี้ ยานอวกาศ Lunar Reconnaissance Orbiter ของ NASA สามารถสะท้อนลำแสงเลเซอร์ออกจากกระจกขนาดคุกกี้ "โอรีโอ" บนยานลงจอดบนดวงจันทร์ Vikram ของอินเดียได้สำเร็จ และส่งคืนยานอวกาศที่โคจรอยู่ซึ่งปล่อยยานดังกล่าว
การสาธิตที่ประสบความสำเร็จนี้เปิดประตูสู่วิธีการใหม่ในการค้นหาเป้าหมายบนพื้นผิวดวงจันทร์อย่างแม่นยำ ซึ่งหวังว่าจะช่วยให้สามารถลงจอดในภารกิจทางจันทรคติในอนาคตได้อย่างแม่นยำ
ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2566 ภารกิจ Moon Ship III ของอินเดียได้ส่ง Vikram Lunar Lander ใกล้กับปล่องภูเขาไฟ Manzinus ในบริเวณขั้วโลกใต้ของดวงจันทร์ ทำให้เป็นประเทศที่สี่ที่ส่งยานอวกาศลงบนดาวเทียมที่ใหญ่ที่สุดในโลก นอกจากนี้ ผู้ลงจอดยังบรรทุกยานสำรวจ Pragyan ซึ่งใช้เวลาหลายสัปดาห์ในการรวบรวมข้อมูลบนดวงจันทร์ รวมถึงหลักฐานอันมีค่าเกี่ยวกับแผ่นดินไหวบนดวงจันทร์ แต่ในเดือนกันยายน ยานดังกล่าวดำเนินไปตามเวลาที่กำหนด และไม่สามารถ "ตื่น" ได้หลังไฟฟ้าดับ แต่ล้มเหลวในการ "ตื่น" หลังจากไฟฟ้าดับตามแผนในเดือนกันยายน แต่ผู้ลงจอดที่ถูกทิ้งร้างยังคงกระตุ้นความสนใจของ NASA
ก่อนที่ภารกิจจะเริ่มต้น หน่วยงานได้จัดเตรียมให้ผู้ลงจอดติดตั้งกระจกขนาดเล็กที่มีหลายเหลี่ยมมุมที่เรียกว่าอาร์เรย์ตัวสะท้อนแสงแบบเลเซอร์ (LRA) หรือตัวสะท้อนกลับ อุปกรณ์ที่มีความกว้าง 2- นิ้ว (5- เซนติเมตร) ทำจากปริซึมลูกบาศก์มุมควอตซ์แปดชิ้นที่ตั้งอยู่ในกรอบอะลูมิเนียมรูปทรงโดม ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้สามารถสะท้อนแสงเลเซอร์จากแทบทุกมุมไปยัง ยานอวกาศที่โคจรอยู่
ความก้าวหน้าที่ประสบความสำเร็จ
นับตั้งแต่ยานลงจอดออฟไลน์ ยานอวกาศ Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) ของ NASA ได้พยายามสะท้อนเลเซอร์จากรีโทรรีเฟลกเตอร์ไม่สำเร็จหลายครั้ง แต่ในวันที่ 12 ธันวาคม พ.ศ. 2566 หลังจากพยายามล้มเหลวแปดครั้ง ในที่สุด LRO ก็โจมตีอาร์เรย์จากระยะไกล 100 กิโลเมตร และได้รับสัญญาณเลเซอร์ปิง
Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) เป็นยานอวกาศเพียงลำเดียวที่โคจรรอบดวงจันทร์ซึ่งติดตั้งอาวุธเลเซอร์ ความสำเร็จนี้เป็นข้อพิสูจน์แนวคิดที่สำคัญของ NASA ซึ่งมีแผนจะใช้ตัวสะท้อนแสงเพิ่มเติมในภารกิจดวงจันทร์ในอนาคต รวมถึงภารกิจ Artemis ที่กำลังจะมาถึงด้วย
เซียวลี่ ซุน นักวิทยาศาสตร์การวิจัยที่ศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของ NASA และผู้นำภารกิจ กล่าวในแถลงการณ์ว่า "เราได้แสดงให้เห็นว่าเราสามารถค้นหาตำแหน่งตัวสะท้อนแสงย้อนกลับบนพื้นผิวดวงจันทร์จากวงโคจรของดวงจันทร์ได้ ขั้นตอนต่อไปคือการปรับปรุงเทคนิคนี้เพื่อให้ มันกลายเป็นภารกิจประจำสำหรับภารกิจในอนาคตที่ต้องการใช้ตัวสะท้อนแสงเหล่านี้"
นี่ไม่ใช่ครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์ยิงเลเซอร์บนดวงจันทร์ ในอดีต NASA ประสบความสำเร็จในการสะท้อนแสงเลเซอร์ที่ยิงจากโลกไปยังตัวสะท้อนแสงที่ทิ้งไว้บนพื้นผิวดวงจันทร์ระหว่างภารกิจอพอลโล การทดลองดังกล่าวแสดงให้เห็นว่าดวงจันทร์ค่อยๆ เคลื่อนตัวออกจากโลกในอัตราประมาณ 1.5 นิ้ว (3.8 เซนติเมตร) ต่อปี
อย่างไรก็ตาม ตัวสะท้อนแสงย้อนยุคใหม่ได้รับการออกแบบโดยคำนึงถึงการใช้งานจริงมากขึ้น: องค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติวางแผนที่จะใช้อุปกรณ์ดังกล่าวเพื่อช่วยให้ยานอวกาศไร้คนขับลงจอดข้างวัตถุที่มีอยู่บนดวงจันทร์ โดยสามารถวัดได้อย่างแม่นยำว่าวัตถุเหล่านั้นอยู่ไกลแค่ไหน มาจากพื้นผิวดวงจันทร์ (ขึ้นอยู่กับระยะเวลาที่เลเซอร์จะสะท้อนกลับไปยังยานอวกาศ)
นี่อาจมีความสำคัญสำหรับการสร้างฐานดวงจันทร์ในอนาคต และอาจทำให้นักบินอวกาศลงจอดที่ด้านหลังของดวงจันทร์ในความมืดสนิทได้ "การทำเครื่องหมายที่แม่นยำ" ที่คล้ายกันอาจช่วยให้แคปซูลนักบินอวกาศและโมดูลขนส่งสินค้าเชื่อมต่อกับแอร์ล็อคของ ISS ที่กำลังจะเกิดขึ้น
มีการปรับปรุงอะไรบ้าง?
LRO ต้องใช้ความพยายามหลายครั้งในการสะท้อนแสงเลเซอร์จากยานลงจอด Vikram ได้สำเร็จ เนื่องจากยานอวกาศไม่ได้ออกแบบมาเพื่อการซ้อมรบที่แม่นยำเช่นนั้น ขณะนี้ยานอวกาศลำนี้ปฏิบัติการมาเป็นเวลา 13 ปีแล้ว ซึ่งเกินกว่าค่าพารามิเตอร์ของภารกิจดั้งเดิม ซึ่งได้รับการออกแบบเพื่อทำแผนที่พื้นผิวดวงจันทร์
ในการทำเช่นนี้ มันจะยิงเส้นเลเซอร์ละเอียดไปที่ดวงจันทร์และวัดเวลาที่ใช้เพื่อสะท้อนกลับไปยังยานอวกาศ แต่เนื่องจากเส้นนั้นอยู่ห่างกันมาก จึงเป็นเรื่องยากที่จะโจมตีเป้าหมายเล็กๆ เช่นนี้อย่างแม่นยำ
ในอนาคต ยานอวกาศที่กำหนดเป้าหมายไปที่ตัวสะท้อนแสงที่หันไปทางด้านหลังจะมีเลเซอร์ที่แม่นยำยิ่งขึ้น และอาจยิงจากระยะไกลที่ใกล้กว่ามาก ตามข้อมูลของ NASA พวกมันควรจะสามารถโจมตีเป้าหมายเล็กๆ ได้ทุกครั้งในทางทฤษฎี
NASA วางแผนที่จะติดตั้งแผ่นสะท้อนแสงเพิ่มเติมบนดวงจันทร์สำหรับการทดลองที่คล้ายกันในอนาคต อย่างไรก็ตาม ความพยายามสองสามครั้งล่าสุดของพวกเขาไม่เป็นไปด้วยดี
ตัวสะท้อนแสงแบบเรโทรตัวหนึ่งที่พวกเขาเสนอนั้นถูกติดตั้งบนยานลงจอดบนดวงจันทร์เพเรกรินซึ่งเป็นของเอกชน ซึ่งประสบกับภัยพิบัติจากจรวดรั่วไหลหลังปล่อยจรวดเมื่อวันที่ 8 มกราคมได้ไม่นาน และเพิ่งถูกเผาไหม้ในชั้นบรรยากาศโลก ส่วนอีกลำติดอยู่กับยานลงจอด SLIM (Smart Lander for Investigating the Moon) ของญี่ปุ่น ซึ่งลงจอดบนดวงจันทร์ได้สำเร็จเมื่อวันที่ 19 มกราคม แต่อาจ "เสียชีวิต" เนื่องจากปัญหาด้านพลังงาน
ปัญหาเหล่านี้อาจเป็นอุปสรรคต่อการวิจัยของ NASA เกี่ยวกับตัวสะท้อนแสง แต่เนื่องจากภารกิจอาร์เทมิสที่มีคนขับคนแรกถูกเลื่อนออกไปจนถึงปี 2026 พวกเขาจึงอาจมีโอกาสอีกเล็กน้อยก่อนที่ภารกิจเหล่านั้นจะมาถึง