Несмотря на недавние новости о переносе следующих миссий космической программы Artemis, NASA продолжает активную подготовку к тому, чтобы вернуть человека на Луну. Многие аспекты предстоящих миссий критически зависят от логистики, потому специалисты агентства тестируют разнообразные инструменты, способные обеспечить безопасное, точное и надёжное перемещение астронавтов в околоземном и окололунном пространстве. Одними из таких инструментов стали лазер и ретрорефлектор: метод, хорошо знакомый на Земле, впервые успешно испытали на земном спутнике.

По данным NASA, Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) — автоматическая межпланетная станция, находящаяся на орбите Луны на высоте около 100 км, совершила серию прицельных «выстрелов» лазерным высотомером в направлении поверхности спутника. Мишенью лазера выступал ретрорфлектор индийского посадочного модуля «Vikram», который располагается поблизости от большого древнего ударного кратера Манцини в юго-восточной материковой области видимой стороны Луны. Вскоре после выпуска очередной пятёрки импульсов 12 декабря 2023 года LRO зафиксировал ответный сигнал — лазер отразился от углового отражателя аппарата, подтвердив эффективность метода на Луне.

Направляя лазер в сторону объекта и анализируя ответный сигнал, эксперты могут установить расстояние до объекта и его точное местоположение. Лазерные высотомеры — привычный инструмент отслеживания земных спутников: специальный прибор направляет луч в сторону орбиты, а затем фиксирует его отражения от орбитальных аппаратов. К слову, в годы проведения программы Apollo учёные использовали данный метод, чтобы измерить расстояние от Земли до Луны, и обнаружили, что это значение с каждым годом увеличивается на 3,8 см. В случае LRO и Vikram этот метод работает обратным образом: источником излучения служит станция на орбите. К тому же рефлектор, который использовали в рамках программы Apollo, был гораздо больше отражателя на борту индийского посадочного модуля.

Лазер LRO был отражён рефлектором Vikram диаметром всего около 5 см. Данная операция не требовала дополнительных усилий или затрат энергии со стороны посадочного модуля. Лазер попросту должен был отразиться от одного из его восьми ретрорефлекторов. Стоит отметить, что такой трюк дался учёным далеко не сразу. Поле зрения лазерного высотомера на борту станции охватывает всего около 10 метров лунной поверхности. К тому же перерывы между импульсами тоже понижали вероятность того, что луч лазера наткнётся на отражатель на борту Vikram. Традиционные высотомеры хороши для изучения равнин, кратеров и гор, крупных камней и разнообразных форм рельефа, однако ими сложно попасть в столь малую мишень с достаточно высокой точностью, чтобы получить стабильный ответный сигнал. В связи с этим для установки контакта с модулем понадобилось восемь попыток.

По словам учёных, в будущем провернуть подобную операцию будет проще. Сегодня LRO — это единственный аппарат на орбите Луны, оснащённый лазерным высотомером. По мере развития лунной программы количество таких аппаратов многократно увеличится, и NASA не придётся днями ожидать ответного сигнала для произведения необходимых измерений. Более того, когда дополнительные станции займут своё место, астронавты Artemis смогут производить посадку и взлёт в абсолютной лунной тьме, а также опознавать места расположения уже прилунившихся модулей.