Il retroriflettore lunare di nuova generazione (NGLR). Crediti:Simone Dell'Agnello di INFN-LNF
Nel 1969, Il fisico dell'Università del Maryland Doug Currie ha aiutato a progettare tre strumenti lunari ancora in uso collocati sulla luna dall'Apollo 11, 14 e 15. Cinquant'anni dopo, Currie è lo scienziato capo di un progetto NASA appena approvato per posizionare le versioni di nuova generazione di questi strumenti sulla Luna.
Conosciuti come retroriflettori lunari, gli strumenti riflettono gli impulsi laser inviati dalla Terra al loro esatto punto di origine, consentendo misurazioni precise della distanza Terra-Luna; fornire dati per comprendere meglio gli aspetti dell'interno della luna, compreso il suo nucleo liquido; testare domande di fisica fondamentale, e consentendo una migliore mappatura e navigazione della superficie lunare.
Secondo Curry, un ricercatore senior e professore emerito presso l'Università del Maryland, il nuovo progetto guidato da UMD può portare a miglioramenti in tutte queste aree di ricerca:(1) a causa del cento volte maggiore nell'accuratezza delle singole gamme utilizzando i nuovi retroriflettori e (2) dall'aumentata precisione prodotta da un numero maggiore di riflettori con un'area lunare più ampia coperta dalla rete. Attualmente, ci sono cinque retroriflettori sulla luna:i tre posizionati dalle missioni Apollo e due strumenti di progettazione francese posizionati dalle missioni lunari sovietiche. La proposta guidata da Currie aggiungerebbe tre retroriflettori di nuova generazione per un totale di otto schiere di retroriflettori lunari.
Nella foto (da sinistra a destra) nel 1969 sono il fisico dell'Università del Maryland (UMD) Doug Currie, Direttore dell'Osservatorio McDonald dell'Università del Texas (UT) Harlan J. Smith, Lo scienziato-astronauta della NASA Philip Chapman, Il professore di fisica dell'UMD Carroll Alley e lo scienziato-astronauta della NASA Don L. Lind discutono dell'uso del McDonald Lunar Laser Ranging Observatory (MLLRO) per inviare brevi impulsi laser al primo retroriflettore Lunar Laser Ranging (LLR) lasciato sulla superficie lunare dal Astronauti dell'Apollo 11. Il programma MLLRO è stato sviluppato e inizialmente gestito dal professor Currie (allora professore associato) con il supporto del Goddard Space Flight Center e dell'Università del Texas. Il professor Alley dell'UMD è stato il ricercatore principale del progetto per posizionare gli LLR sulla luna per affrontare la fisica lunare, gravitazione, Relatività Generale e Fisica della Terra. I retroriflettori LLR sono stati progettati e sviluppati da un team che oltre ai fisici UMD Alley e Currie, includeva scienziati di università e istituzioni federali che includevano l'Università di Princeton, NASA Goddard Space Craft Center, l'Ufficio nazionale degli standard, Wesleyan University e l'Università della California. Il programma scienziato-astronauta della NASA ha addestrato il dottorato di ricerca. scienziati e ingegneri come astronauti. Credito:Doug Currie, Università del Maryland
"Il nostro retroriflettore lunare di nuova generazione è una versione del 21° secolo degli strumenti attualmente sulla Luna. Ogni posizionamento di un retroriflettore laser lunare di nuova generazione migliorerà notevolmente le capacità scientifiche e di navigazione della rete di retroriflettori, " ha detto Currie. "Queste aggiunte migliorano le capacità di mappatura e navigazione importanti per i piani della NASA di tornare sulla Luna ed entro il 2028 stabilire una presenza umana sostenuta".
"E questi aumenteranno anche in modo significativo la capacità degli scienziati di utilizzare la rete per condurre importanti attività scientifiche, come nuovi test di relatività generale e altre teorie della gravità. Tali studi possono aiutarci a comprendere la natura della misteriosa materia oscura, che sembra costituire quasi il 27 percento dell'Universo, " Egli ha detto.
Secondo un comunicato della NASA, i retroriflettori lunari di nuova generazione (NGLR) sono uno dei 12 nuovi payload scientifici e tecnologici selezionati dall'agenzia per aiutare gli umani a studiare la Luna ed esplorare più della sua superficie come parte del programma lunare Artemis della NASA. L'agenzia afferma che il retroriflettore e le altre 11 indagini e dimostrazioni "aiuteranno l'agenzia a inviare astronauti sulla Luna entro il 2024 come modo per prepararsi a inviare umani su Marte per la prima volta".
(L) Retroriflettore lunare di nuova generazione (NGLR) accanto a (R) versione dell'era Apollo. Il CD di sfondo fornisce un riferimento alle dimensioni. Credito:Doug Currie, Università del Maryland
Le indagini selezionate andranno sulla Luna su voli futuri attraverso il progetto Commercial Lunar Payload Services (CLPS) della NASA. Secondo l'agenzia, il progetto CLPS consente una rapida acquisizione di servizi di consegna lunari per carichi utili come questi che migliorano le capacità per la scienza, esplorazione, o sviluppo commerciale della Luna.
La NASA ha selezionato i primi tre fornitori di servizi commerciali di atterraggio sulla Luna che forniranno carichi utili scientifici e tecnologici sulla superficie lunare. Secondo Curry, i retroriflettori di nuova generazione non sono attualmente programmati dalla NASA per essere tra i carichi utili trasportati su quei tre allunaggi commerciali. "Però, riteniamo che a causa delle ridotte dimensioni e del peso di questi catarifrangenti, ogni missione potrebbe aggiungerne in sicurezza uno ai payload pianificati per ciascuna di queste missioni di consegna commerciale, " Egli ha detto.
"I payload lunari selezionati rappresentano innovazioni all'avanguardia, e approfitteranno dei primi voli attraverso il nostro progetto di servizi commerciali, " ha detto Thomas Zurbuchen, amministratore associato della direzione della missione scientifica dell'agenzia a Washington. "Ognuno dimostra un nuovo strumento scientifico o un'innovazione tecnologica che supporta obiettivi di esplorazione scientifica e umana, e molti hanno applicazioni più ampie per Marte e oltre".
Il team NGLR è composto da:Principal Investigator Douglas Currie Professor Emeritus, Dipartimento di Fisica, Università del Maryland College Park (UMD); Co-I/Co-PI:Simone Dell'Agnello Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Frascati, Italia; e Co-Investigators Professor Christopher Davis Dipartimento di Ingegneria Elettrica (UMD); Giovanni Delle Monache Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Frascati, Italia; James Williams personale tecnico del laboratorio di propulsione a getto; John Rzasa (UMD); e Dennis Wellnitz Dipartimento di Astronomia (UMD). Assistente ricercatore UMD Chensheng Wu, anche un membro del Maryland Optical Group in Electrical and Computer Engineering del professor Chris Davis ha svolto un lavoro cruciale sulla progettazione dei retroriflettori lunari di nuova generazione.
