用于先进月球激光测距的角锥后向反射器仪器

月球激光测距 (LLR) 为我们理解月球内部结构和地月系统动力学做出了重大贡献。由于地面激光测距设施的近期改进，目前的 LLR 测量精度受限于月球表面现有的后向反射器，这些反射器是由小型角锥组成的阵列。由于月球天平动，这些阵列的表面通常不能直接指向地球。这种效应导致到达时间的展宽，因为构成后向反射器的每个角锥与地球的距离略有不同，从而降低了测距精度。因此，单个大孔径角锥具有明显优势。此外，在成功运行近四十年后，月球上现有的后向反射器阵列开始出现性能退化；结果是，它们产生的回波信号虽然仍有用，但弱得多。因此，月球表面需要新鲜且明亮的仪器以继续进行高精度 LLR 测量。我们开发了一种新的后向反射器设计，以实现先进的 LLR 操作。该设计基于单个大孔径空心角锥，并已进行了初步的热、机械和光学设计与分析。新仪器能够在承受月球表面显著温度变化的同时，在单个脉冲中达到 1 毫米的地月测距精度，并且质量低，允许机器人部署。在此我们报告我们的设计结果和仪器开发工作。