Apollo-Astronauten stellen auf dem Mond Spiegelanordnungen oder „Retroreflektoren“ auf, um das von der Erde auf sie gestrahlte Laserlicht mit minimaler Streuung oder Diffusion präzise zu reflektieren. Retroreflektoren sind Spiegel, die das einfallende Licht in die gleiche Einfallsrichtung zurückreflektieren.
Durch die Berechnung der Zeit, die die Strahlen zum Zurückprallen benötigen, konnten Wissenschaftler die Form und Entfernung des Mondes von der Erde genau messen, die beide direkt von der Anziehungskraft der Erde beeinflusst werden. Mehr als 50 Jahre später, an der Schwelle zu den bemannten Artemis-Missionen der NASA zum Mond, nutzt die Mondforschung immer noch Daten von Retroreflektoren aus der Apollo-Ära.
Während sich die NASA auf die Wissenschaft und Entdeckungen der Artemis-Kampagne der Agentur vorbereitet, wird erwartet, dass modernste Retroreflektortechnologie unser Wissen über den einzigen natürlichen Satelliten der Erde, seine geologischen Prozesse, die Eigenschaften der Mondkruste und die Struktur erheblich erweitern wird Mondinneres und wie sich das Erde-Mond-System im Laufe der Zeit verändert. Diese Technologie wird auch hochpräzise Tests von Einsteins Gravitationstheorie oder allgemeiner Relativitätstheorie ermöglichen.
Das ist das erwartete Ziel eines innovativen wissenschaftlichen Instruments namens NGLR (Next Generation Lunar Retroreflector), einer von zehn NASA-Nutzlasten, die an Bord der nächsten Mondlieferung für die CLPS-Initiative (Commercial Lunar Payload Services) der Agentur fliegen sollen. NGLR-1 wird von der Mondlandefähre Blue Ghost 1 von Firefly Aerospace an die Oberfläche befördert.
NGLR-1 wurde von Forschern der University of Maryland in College Park entwickelt und wird auf dem Blue Ghost-Lander auf die Mondoberfläche gebracht, um sehr kurze Laserpulse von erdgestützten Mond-Laserentfernungsobservatorien zu reflektieren, was erhebliche Verbesserungen bringen könnte Ergebnisse aus der Apollo-Ära mit submillimetergenauen Entfernungsmessungen.
Im Erfolgsfall werden die Ergebnisse das Verständnis der Menschheit über die innere Struktur des Mondes erweitern und neue Untersuchungen der Astrophysik, Kosmologie und Mondphysik unterstützen – einschließlich Verschiebungen im flüssigen Kern des Mondes während seiner Umlaufbahn um die Erde, die seismische Aktivitäten auf der Mondoberfläche verursachen können.
Bildnachweis: Marshall Space Flight Center der NASA
„Die NASA verfügt über mehr als ein halbes Jahrhundert Erfahrung mit Retroreflektoren, aber NGLR-1 verspricht Ergebnisse zu liefern, die um eine Größenordnung genauer sind als Reflektoren aus der Apollo-Ära“, sagte Dennis Harris, der die NGLR-Nutzlast für die CLPS-Initiative am Marshall der NASA verwaltet Raumfahrtzentrum in Huntsville, Alabama.
Der Einsatz der NGLR-Nutzlast sei nur der erste Schritt, betonte Harris. Ein zweiter NGLR-Retroreflektor mit der Bezeichnung Artemis Lunar Laser Retroreflector (ALLR) ist derzeit eine mögliche Nutzlast für den Flug auf der NASA-Mission Artemis III zum Mond und könnte in der Nähe des Mondsüdpols aufgestellt werden. Es wird erwartet, dass sich ein Drittel bei einer zukünftigen CLPS-Lieferung an einen nichtpolaren Ort manifestiert.
„Sobald alle drei Retroreflektoren in Betrieb sind, werden sie voraussichtlich beispiellose Möglichkeiten bieten, mehr über den Mond und seine Beziehung zur Erde zu erfahren“, sagte Harris.
Im Rahmen des CLPS-Modells investiert die NASA in kommerzielle Lieferdienste zum Mond, um das Branchenwachstum zu ermöglichen und die langfristige Monderkundung zu unterstützen. Als Hauptkunde für CLPS-Lieferungen möchte die NASA einer von vielen Kunden auf zukünftigen Flügen sein. Das Marshall Space Flight Center der NASA in Huntsville, Alabama, leitet die Entwicklung von sieben der zehn CLPS-Nutzlasten, die auf dem Mondlander Blue Ghost von Firefly transportiert werden.