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第一次在月球上，一束激光在轨道上运行的NASA航天器和位于月球表面的ISRO(印度空间研究组织)Vikram着陆器上的奥利奥大小的设备之间传输和反射。这次成功的实验为一种精确定位月球表面目标的新方法打开了大门。
2023年12月12日美国东部时间下午3点，美国宇航局的月球勘测轨道飞行器(LRO)将其激光高度计对准了维克拉姆。当LRO向着陆器发射激光脉冲时，着陆器距离LRO 62英里，即100公里，位于月球南极地区的Manzinus陨石坑附近。在轨道飞行器记录到维克拉姆号上一个微小的NASA反射器反射回来的光后，NASA的科学家们知道他们的技术终于成功了。
向物体发射激光脉冲并测量光线反射所需的时间是一种常用的从地面跟踪地球轨道卫星位置的方法。但科学家们说，反过来使用这种技术——从移动的航天器向静止的航天器发送激光脉冲，以确定其精确位置——在月球上有很多应用。
“我们已经证明，我们可以从月球轨道上定位我们的后向反射器，”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的团队负责人孙晓丽说。作为美国宇航局和印度空间研究组织合作的一部分，该团队开发了维克拉姆
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上的后向反射器。“下一步是改进这项技术，使其成为未来想要使用这些反射器的常规任务。”
只有2英寸(或5厘米)宽，美国宇航局的这个微小但强大的反向反射器，被称为激光反向反射器阵列，有八个石英角立方棱镜安装在一个圆顶状的铝框架中。科学家说，这种装置简单耐用，既不需要电力，也不需要维护，可以使用几十年。它的结构允许反向反射器将来自任何方向的光反射回其光源。
反光镜可以用于科学和探索中的许多应用，事实上，自阿波罗时代以来，它一直在月球上使用。通过将光线反射回地球，手提箱大小的反向反射器揭示了月球正在以每年1.5英寸(3.8厘米)的速度远离我们的星球。
这种新一代的微型反光镜比它们的前辈有更多的应用。在国际空间站上，它们被用作精确标记，帮助运送货物的航天器自动对接。
例如，在未来，它们可以在黑暗中引导阿尔忒弥斯号的宇航员到达火星表面，或者标记已经在火星表面上的航天器的位置，帮助宇航员或无人航天器在它们旁边着陆。
但在反射器照亮月球之前，还有更多的工作要做。LRO的高度计是目前唯一一个绕月运行的激光仪器，它在完成主要任务后已经运行了13年。但这台仪器并不是为了精确定位目标而设计的;自2009年以来，名为lola的高度计一直负责绘制月球地形，为月球表面的任务做准备。
“我们希望LOLA能够指向这个奥利奥大小的目标，并每次都击中它，这
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很难，”与太阳一起工作的美国宇航局戈达德科学家丹尼尔·克雷蒙斯说。高度计试了八次才接触到维克拉姆的反射器。
LOLA的工作原理是向月球发射五束激光，并测量每束激光反射回来所需的时间(光返回得越快，LOLA与月球表面之间的距离越短，因此该区域的海拔越高)。每个激光束覆盖32英尺(10米)宽的区域，从62英里(100公里)的高度。由于光束之间有很大的间隙，在每次 月球轨道器经过着陆器时，激光脉冲接触到反向反射器的机会很小。
高度计非常适合探测陨石坑、岩石和巨石，从而创建月球的全球高程图。但它们并不适合指向反向反射器的百分之一度以内，而这是持续实现ping的必要条件。一种未来的激光，可以缓慢而持续地扫过表面，覆盖范围没有任何缝隙，这将有助于微小的反向反射器发挥它们的潜力。
目前，美国国家航空航天局的微型反射器团队将继续使用LRO的激光高度计来帮助精确地表目标的位置，尤其是着陆器。
NASA的几个反向反射器将搭载在公共和私人月球着陆器上，其中一个将搭载在日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的SLIM着陆器上，该着陆器将于2024年1月19日登陆月球，另一个由直觉机器公司(Intuitive Machines)建造，这家私人公司计划于2月中旬向月球发射航天器。根据美国宇航局的商业月球有效载荷服务(CLPS)计划，直觉机器将携带6个NASA有效载荷，包括后向反射器。
引文:NASA LRO上的激光仪器成功ping到2024年1月19日从httpsokphys.org/news/2024-01-laser-instrument-nasa-lro-successfully.html取回的印度月球着陆器(2024年1月19日)
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