Elva år in i sitt uppdrag, den Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) börjar visa sin ålder, men en ny mjukvaruuppdatering lovar att ge rymdfarkosten ett nytt liv. Som NASAs öga på himlen över månen har LRO varit ansvarig för några av de bästa månobservationerna sedan Apollons dagar. Denna nya uppgradering kommer att tillåta det arvet att fortsätta.
LRO, som lanserades i juni 2009, lyckades snabbt kartlägga över 98 % av månens yta med en upplösning på 100 meter per pixel. Orbitern är också känd för att ta otroliga högupplösta bilder av Apollo-landningsplatserna, där landare, rovers, däckspår och astronauters fotspår är tydligt synliga.
LRO-bild av Apollo 16-landningsplatsen. Kredit: NASA/GSFC/Arizona State University.
2016 hittade LRO bevis för att månen är det geologiskt aktiv som ett resultat av tidvattenkrafter från jorden, och även för att månen krymper när dess kärna svalnar. På senare tid kunde LRO observera nedslagsplatserna för båda de indiska rymdforskningsorganisationerna Vikram lander och SpaceILs Beresheet lander (både imponerande och rekordstora uppdrag, trots deras 'explosiva' slut).
LRO:s monumentala rekord av prestationer har dock inte gjort den immun mot problem. Dess elände började 2018, när LRO:s åldrande Miniature Inertial Measurement Unit (MIMU), ett instrument som används för att mäta rymdfarkostens rotation, var tvungen att stängas av. Utan MIMU måste LRO enbart förlita sig på stjärnspårare för att orientera sig. Stjärnspårning är ett perfekt genomförbart alternativ till MIMU, med hjälp av stjärnpositioner som en karta för att tala om för rymdfarkosten vilken riktning den är vänd.
Utan ny programvara hindrade dock stjärnspårningsmetoden LRO från att göra snabba, komplicerade manövrar som krävs för att ta sidovinkelbilder av månen. Dessa sidovinkelbilder är viktiga av två anledningar. Den första är att de möjliggjorde fotometri, eller möjligheten att studera hur ytans ljusstyrka förändras ur olika perspektiv. För det andra ger de möjligheten att producera spektakulära 3D-bilder, vilket ger månens geografiska särdrag en känsla av djup och realism, vilket ibland saknas i de kartliknande bilder som skapas genom att ta raka bilder.
Jämför dessa två bilder av Aristarchus-kratern tagna av LRO: den första från en sidovinkel, den andra från rakt ovanför. Kredit (båda bilderna): NASA/GSFC/Arizona State University.
För att återställa LRO:s förmåga att snabbt omorientera sig för sidovinkelbilder, var LRO-teamet tvunget att skriva en ny algoritm, som de kallade 'FastMan', förkortning för 'Snabb manövrering'. Det togs upp online för första gången 2020 och har visat sig vara en stor framgång hittills.
En av utmaningarna som FastMan var tvungen att övervinna var att om stjärnspårarna av misstag pekade mot ett ljust föremål som solen, månen eller jorden, skulle de förlora sin förmåga att orientera rymdfarkosten. FastMan ser till att detta inte inträffar.
Till en början krävde FastMan input från marken för att fungera tillsammans med flygmjukvaran, men den har nu integrerats så att FastMan kan utföra sidomanövrar autonomt.
Tycho-kraterns centrala topp, sett av LRO från en sned vinkel. Kredit: NASA/GSFC/Arizona State University.
Med uppgraderingen installerad är LRO inställd på att fortsätta göra vetenskap långt in i nästa decennium. När det gäller LRO:s livslängd framöver, sa Noah Petro, projektforskare för LRO vid NASA Goddard, att 'bränsle kan vara vår hastighetsbegränsande faktor, nuvarande uppskattningar gör att vi har minst fem år till med bränsle ombord, om inte mer.'
Även om LRO har överträffat sina initiala uppdragsmål, kommer rymdfarkostens fortsatta välbefinnande fortfarande att vara en tillgång under de kommande åren, inte minst för att den kommer att kunna stödja Artemis-programmet, som ökar för att uppnå nästa mänskliga månlandning någon gång detta årtionde. Länge leve LRO!
Lär dig mer: Bill Steigerwald, 'Lära en gammal rymdfarkost nya knep för att fortsätta utforska månen,' GSFC.