science >> Wetenschap >  >> Astronomie

NASA selecteert door UMD geleid voorstel om maaninstrumenten te upgraden die door Apollo-missies zijn geplaatst

De volgende generatie maanretroreflector (NGLR). Krediet:Simone Dell'Agnello van INFN-LNF

1969, Natuurkundige Doug Currie van de Universiteit van Maryland hielp bij het ontwerpen van drie nog steeds in gebruik zijnde maaninstrumenten die door Apollo 11 op de maan werden geplaatst. 14 en 15. Vijftig jaar later, Currie is de hoofdwetenschapper voor een zojuist goedgekeurd NASA-project om de volgende generatie versies van deze instrumenten op de maan te plaatsen.

Bekend als maanretroreflectoren, de instrumenten reflecteren laserpulsen die van de aarde worden teruggestuurd naar hun exacte oorsprongspunt, nauwkeurige metingen van de afstand aarde-maan mogelijk maken; het verstrekken van gegevens om aspecten van het binnenste van de maan beter te begrijpen, inclusief de vloeibare kern; het testen van vragen van fundamentele fysica, en het mogelijk maken van een betere mapping en navigatie van het maanoppervlak.

Volgens Currie, een senior onderzoeker en emeritus hoogleraar aan de Universiteit van Maryland, het nieuwe UMD-geleide project kan leiden tot verbeteringen op al deze onderzoeksgebieden:(1) vanwege de honderdvoudige verbetering van de nauwkeurigheid van individuele bereiken met behulp van de nieuwe retroreflectoren en (2) door de grotere nauwkeurigheid die wordt geproduceerd door een groter aantal reflectoren met een groter maangebied dat door het netwerk wordt bestreken. Momenteel, er zijn vijf retroreflectoren op de maan:de drie geplaatst door Apollo-missies en twee door Frans ontworpen instrumenten die zijn geplaatst door Sovjet-maanmissies. Het door Currie geleide voorstel zou drie Next Generation Retroreflectors toevoegen voor een totaal van acht maanretroreflectorarrays.

Afgebeeld (L-R) in 1969 zijn de natuurkundige Doug Currie van de Universiteit van Maryland (UMD), Directeur van de Universiteit van Texas (UT) McDonald Observatorium Harlan J. Smith, NASA-wetenschapper-astronaut Philip Chapman, UMD-hoogleraar natuurkunde Carroll Alley en NASA-wetenschapper-astronaut Don L. Lind bespreken het gebruik van de McDonald Lunar Laser Ranging Observatory (MLLRO) om korte laserpulsen te sturen naar de eerste Lunar Laser Ranging (LLR) Retroreflector die op het maanoppervlak is achtergelaten door de Apollo 11-astronauten. Het MLLRO-programma is ontwikkeld en in eerste instantie uitgevoerd door professor Currie (toen universitair hoofddocent) met de steun van het Goddard Space Flight Center en de Universiteit van Texas. UMD's professor Alley was de hoofdonderzoeker van het project om LLR's op de maan te plaatsen om de maanfysica aan te pakken, zwaartekracht, Algemene relativiteitstheorie en aardfysica. De LLR Retroreflectors zijn ontworpen en ontwikkeld door een team dat naast UMD-fysici Alley en Currie, inclusief wetenschappers van universiteiten en federale instellingen, waaronder Princeton University, NASA Goddard Space Craft Center, het Nationaal Bureau voor Normen, Wesleyan University en de University of California. NASA's Scientist-Astronaut-programma trainde Ph.D. wetenschappers en ingenieurs als astronauten. Krediet:Doug Currie, Universiteit van Maryland

"Onze volgende generatie maanretroreflector is een 21e-eeuwse versie van de instrumenten die momenteel op de maan zijn. Elke plaatsing van een volgende generatie maanlaserretroreflector zal de wetenschappelijke en navigatiemogelijkheden van het retroreflectornetwerk aanzienlijk verbeteren, "zei Currie. "Deze toevoegingen verbeteren de kaart- en navigatiemogelijkheden die belangrijk zijn voor NASA's plannen om terug te keren naar de maan en tegen 2028 een duurzame menselijke aanwezigheid te vestigen."

"En deze zullen ook het vermogen van wetenschappers om het netwerk te gebruiken om belangrijke wetenschap uit te voeren aanzienlijk vergroten, zoals nieuwe tests van de algemene relativiteitstheorie en andere zwaartekrachttheorieën. Dergelijke studies kunnen ons helpen de aard van mysterieuze donkere materie te begrijpen, die bijna 27 procent van het heelal lijkt te vormen, " hij zei.

Volgens een NASA-release, de Next Generation Lunar Retroreflectors (NGLR) is een van de 12 nieuwe wetenschappelijke en technologische payloads die door het bureau zijn geselecteerd om mensen te helpen de maan te bestuderen en meer van het oppervlak te verkennen als onderdeel van het Artemis-maanprogramma van NASA. Het bureau zegt dat de retroreflector en de andere 11 onderzoeken en demonstraties "het bureau zullen helpen om tegen 2024 astronauten naar de maan te sturen als een manier om zich voor te bereiden om voor de eerste keer mensen naar Mars te sturen."

(L) Next Generation Lunar Retroreflector (NGLR) naast (R) Apollo-tijdperkversie. Achtergrond-cd biedt maatreferentie. Krediet:Doug Currie, Universiteit van Maryland

De geselecteerde onderzoeken zullen op toekomstige vluchten naar de maan gaan via het Commercial Lunar Payload Services (CLPS) -project van NASA. Volgens het agentschap het CLPS-project maakt een snelle acquisitie mogelijk van maanbezorgdiensten voor dergelijke ladingen die de mogelijkheden voor de wetenschap vergroten, verkenning, of commerciële ontwikkeling van de maan.

NASA heeft de eerste drie commerciële aanbieders van maanlandingsdiensten geselecteerd die wetenschappelijke en technologische payloads naar het maanoppervlak zullen leveren. Volgens Currie, de Next Generation Retroreflectors zijn momenteel niet gepland door NASA als een van de payloads die op die drie commerciële maanlandingen worden vervoerd. "Echter, door de geringe afmetingen en het geringe gewicht van deze retroreflectoren denken wij dat elke missie kan er veilig een toevoegen aan hun geplande nuttige lading voor elk van deze commerciële leveringsmissies, " hij zei.

"De geselecteerde maanladingen vertegenwoordigen geavanceerde innovaties, en zullen profiteren van vroege vluchten via ons commerciële dienstenproject, " zei Thomas Zurbuchen, associate administrator van de wetenschappelijke missie van het agentschap in Washington. "Elk demonstreert ofwel een nieuw wetenschappelijk instrument of een technologische innovatie die wetenschappelijke en menselijke verkenningsdoelstellingen ondersteunt, en velen hebben bredere toepassingen voor Mars en daarbuiten."

Het NGLR-team bestaat uit:hoofdonderzoeker Douglas Currie emeritus hoogleraar, Afdeling Natuurkunde, Universiteit van Maryland College Park (UMD); Co-I/Co-PI:Simone Dell'Agnello Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Frascati, Italië; en co-onderzoekers Professor Christopher Davis Electrical Engineering Department (UMD); Giovanni Delle Monache Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Frascati, Italië; James Williams Jet Propulsion Laboratory Technisch Personeel; John Rzasa (UMD); en Dennis Wellnitz Department of Astronomy (UMD). UMD-assistent-onderzoeker Chensheng Wu, een lid van Professor Chris Davis' Maryland Optical Group in Electrical and Computer Engineering heeft ook cruciaal werk verricht aan het ontwerp van de Next Generation Lunar Retroreflectors.