Der Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) der NASA hat ein sehr interessantes Versteckspiel mit Japans Smart Lander for Investigating Moon (SLIM) gespielt, der am 19. Januar auf der Mondoberfläche landete.
LRO hat versucht, den Retroreflektor von SLIM anzupingen, eine kuppelförmige, keksgroße Struktur, die auf der Rückseite des Landers direkt unter seinen Solarpaneelen befestigt ist. Die ersten acht Male, als LRO seinen Laser auf SLIM abfeuerte, traf er den Retroreflektor nicht. Doch am 24. Mai gelang LRO während zweier aufeinanderfolgender Umlaufbahnen Erfolg: Die Retroreflektoren von SLIM waren gefunden worden.
Retroreflektoren sind recht einfache Geräte. Sie sind im Wesentlichen nur eine Reihe von Spiegeln, die Licht zu ihrer Quelle zurückreflektieren. Wenn Sie mit einem Laser auf einen treffen, wird das Licht zurückgeworfen und ermöglicht so äußerst präzise Entfernungsmessungen auf der Grundlage der Lichtgeschwindigkeit. Und sie benötigen für den Betrieb keinen Strom; SLIM ist wahrscheinlich vor einigen Monaten auf der Mondoberfläche abgestürzt, aber sein Reflektor kann immer noch Laserlicht zurück in den Weltraum werfen.
Das Problem in diesem Fall war, dass die Landung von SLIM auf dem Mond nicht gerade perfekt war. SLIM landete am Rande des Shioli-Kraters, nicht weit von seinem vorgesehenen Standort entfernt, aber die Landung verlief nicht so elegant wie erhofft. Von der Mission zurückgestrahlte Bilder zeigen, dass SLIM mit dem Gesicht nach unten landete und die Nasenspitze in der grauen Erde steckte.
Verwandt: Das Lunar Retroreflector Network der NASA könnte die Landung auf dem Mond erheblich erleichtern
Die umständliche Landung erschwerte den Einsatz der Sonnenkollektoren von SLIM, da diese von der Sonne abgewandt waren (obwohl das Missionsteam das Problem behoben und SLIM über mehrere kalte, dunkle Mondnächte hinweg am Leben gehalten hat). Dies bedeutete auch, dass sich der Retroreflektor von SLIM in einer schwierigen Position befand. Dieses Problem wurde durch die Tatsache verschärft, dass LRO nicht dafür ausgelegt ist, Retroreflektoren zu finden und anzupingen. Sein Lasergerät, ein Höhenmesser, wurde entwickelt, um topografische Details der Mondoberfläche aufzudecken und eine Karte der Krater und Ebenen des Mondes zu erstellen.
„Der Höhenmesser des LRO wurde nicht für diese Art von Anwendung gebaut, daher sind die Chancen, einen winzigen Retroreflektor auf der Mondoberfläche zu lokalisieren, bereits gering“, sagte Xiaoli Sun, Ingenieur am Goddard Space Flight Center der NASA in Maryland, in einer Pressemitteilung. Sun leitet derzeit ein Team, das kleine Retroreflektoren für die Monderkundung entwickelt und auf dem Mond einsetzt.
Aber die Fähigkeit von LRO, einen Retroreflektor anzupingen, wurde kürzlich bewiesen. Auch der Vikram-Lander der indischen Weltraumforschungsorganisation, der im August 2023 im Rahmen der Chandrayaan-3-Mission auf dem Mond landete, enthielt einen NASA-Retroreflektor. Im Dezember 2023 versuchten NASA-Wissenschaftler zum ersten Mal, einen Retroreflektor aus der Mondumlaufbahn zu piepsen.
Aus einer Höhe von 62 Meilen (100 Kilometer) richtete LRO Laserimpulse auf den Landeplatz Vikram und registrierte eine Reaktion. Die gleiche Technik wurde zur Kontaktaufnahme mit SLIM verwendet, obwohl sich der Orbiter zu diesem Zeitpunkt nur 44 Meilen (71 km) über der Mondoberfläche befand.
Das wichtigste Designmerkmal der kleinen Retroreflektoren sind ihre acht Quarz-Eckwürfelprismen. Diese bieten die Möglichkeit, ein Lasersignal zu empfangen und direkt an die Quelle zurückzusenden. Die NASA vermutet, dass diese Geräte eines Tages bei der Erforschung des Mondes helfen könnten und möglicherweise dazu beitragen könnten, dass die Artemis-Missionen der Agentur präzise auf der Mondoberfläche landen.
Mondlaser-Experimente sind jedoch nicht auf LRO beschränkt. Beispielsweise sendet die Apache Point Observatory Lunar Laser-Ranging Operation (APOLLO) in New Mexico Laserimpulse in Richtung der koffergroßen Retroreflektoren, die von den Apollo-Mondmissionen zurückgelassen wurden. Solche Arbeiten können den Abstand zwischen Mond und Erde auf wenige Millimeter genau bestimmen – eine bemerkenswerte Präzision, die es Wissenschaftlern ermöglicht hat, nachzuweisen, dass sich der Mond jedes Jahr um etwa 1,5 Zoll (3,8 Zentimeter) von der Erde entfernt.
