NASA激光反向反射器阵列顺利交付安装，将提供太空导航与通信支持

近期，美国宇航局（NASA）宣布已向欧洲航天局（ESA）交付了“月球探路者”任务（Lunar Pathfinder）的首个航天器飞行硬件。此次交付任务中，该飞行硬件中的激光反向反射器阵列（LRA）成为了一大亮点。

此前，位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心开发了激光反向反射器阵列，科学家们将利用该阵列为月球任务测试新的导航技术。这种导航能力对于未来月球探索任务的开展至关重要。据悉，激光反向反射器阵列将使“月球探路者”探测器在绕月飞行时，能够被地球上的激光测距站精确地定位。这种厘米级的激光测量将使用伽利略和GPS信号在距离地球40万公里的地方确定其位置，这将有望证明“月球卫星导航”的概念。

美国宇航局和欧洲航天局计划通过未来的商业月球有效载荷服务发射“月球探路者”。除了测试导航能力外，“月球探路者”还将作为一颗商业通信中继卫星运行，为月球表面的探测任务提供通信服务。

具体来看，激光反向反射器阵列（LRA）是一组特殊的镜子，它能将激光反射回光源，不像普通的镜子那样以一定角度反射光线。在卫星激光测距中，从地球上的望远镜发射的激光到达航天器或天体上的后向反射器，后向反射器将光线反射回望远镜。

激光反向反射器已经是一项成熟的太空技术，通常用于精确确定卫星绕地球的轨道。通过测量激光脉冲离开望远镜的时间和返回脉冲到达望远镜的时间，工程师和科学家可以计算出物体和地面站之间的精确距离。激光测距比使用无线电波的类似方法更精确，因为激光的波长要短得多。

在方法上，它们类似于嵌在高速公路上的镜像“猫眼”，通过复杂的内部反射装置，将光线精确地反射回光源。此次的激光反向反射器阵列（LRA）总共有48个“角立方体”，这些立方体的（光学）性能在实验室中被逐个严格地检查和测量。

激光反向反射器阵列（LRA）大约有一台笔记本电脑那么大，而此次交付的版本进一步扩大了体积。NASA空间测地项目经理Stephen Merkowitz表示：“它将比LRO上的LRA发射出12倍以上的激光，因为它有48个直径4厘米的角立方体，而LRO只有12个直径3厘米的反射体。”

国际激光测距服务目前有四个能够激光测距到月球距离的站，三个在欧洲（Grasse、Wetzel、Matera），一个在美国（Apache Point）。此外，欧空局正在考虑使用它自己设在特纳里费的激光测距站，该站目前正在升级。

“月球探路者”任务由英国吉尔福德的Surrey Satellite Technology公司领导，欧洲航天局安排了该任务为美国宇航局（NASA）提供通信服务。来自NASA、ESA和英国吉尔福德的萨里卫星技术有限公司（SSTL）的团队在激光反向反射器阵列抵达转交给SSTL后完成了检查，并将在那里将这一阵列成功安装在卫星上，这将保障最大限度地提高定位精度。

在未来十年里，专用的“月光”卫星和月球表面的其他硬件将为所有月球任务建立一个共同的通信和导航基础设施，使月球更接近地球并成为地球的“第八大洲”。