在近日的一项实验中，美国宇航局（NASA）的月球侦察轨道器成功地将一束激光从印度维克拉姆（Vikram）月球着陆器上的一块“奥利奥”饼干大小的镜子上反射回来，并返回到发射它的轨道航天器上。
此次成功演示为一种新的精确定位月球表面目标的方法打开了大门，将有望帮助在未来的月球任务中实现高精度着陆。
2023年8月，印度的“月船三号”任务在月球南极地区的曼兹努斯陨石坑附近部署了维克拉姆月球着陆器，成为第四个将航天器降落在地球上最大卫星上的国家。着陆器还携带着“Pragyan”月球车，它花了数周时间收集月球上的数据——包括有价值的月震证据——但在9月份按计划断电后未能“醒”来。但是这个废弃的着陆器，仍然引起了NASA的极大兴趣。
在任务开始之前，该机构安排在着陆器上安装了一个小型的多面镜，称为激光反射器阵列（LRA）或后向反射器（retroreflector）。这个2英寸宽（5厘米）的装置，是由8个石英角立方棱镜镶嵌在一个圆顶状的铝框架中制成的，旨在实现从几乎任何角度都能反射激光到轨道航天器。
一次成功的进展
自从着陆器脱机以来，美国宇航局的月球勘测轨道飞行器（LRO）多次试图从后向反射器上反射激光，但都没有成功。但在2023年12月12日，经过8次失败的尝试，LRO终于从62英里（100公里）之外击中了阵列，并收到了一个激光ping信号。
月球勘测轨道飞行器（LRO）是目前绕月飞行的唯一一艘配备激光武器的航天器。此次成功对美国宇航局而言是一个重要的概念验证，美国宇航局计划在未来的月球任务中使用更多的反射器，包括即将到来的“阿尔忒弥斯”任务。
美国宇航局戈达德太空飞行中心的研究科学家、该任务的负责人Xiaoli Sun在一份声明中说：“我们已经证明了可以从月球轨道上定位月球表面的后向反射器。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。”
这并不是科学家第一次在月球上发射激光。在过去，美国宇航局已经成功地将地球发射的激光反射到阿波罗任务期间留在月球表面的反射板上。该实验表明，月球正以每年约1.5英寸（3.8厘米）的速度慢慢远离地球。
然而，新的反向反射器在设计时考虑到了更实际的用途：美国国家航空航天局计划使用该设备帮助无人航天器降落在月球上现有物体的旁边，通过能够精确测量它们离月球表面的距离（基于激光反射回航天器所需的时间）。
这对建造未来的月球基地很重要，甚至可以让宇航员在完全黑暗的月球背面着陆。类似的“精确标记”可以帮助即将到来的宇航员太空舱和货舱与国际空间站的气闸对接。
做了哪些改进？
LRO多次尝试才成功地反射了维克拉姆着陆器上的激光，因为轨道飞行器在设计时没有考虑到如此精确的机动。该航天器目前已经运行了13年，超过了最初的任务参数，旨在绘制月球表面的地图。
为了做到这一点，它向月球发射精细的激光线，并测量它们反弹回航天器所需的时间。但由于这些线相隔很远，所以很难准确击中这么小的目标。
未来，以后向反射器为目标的航天器将拥有更精确的激光，并可能从更近的距离发射激光。因此，根据美国宇航局的说法，理论上它们应该每次都能击中它们的微小目标。
美国宇航局计划在月球上放置更多的反射器，以便将来进行类似的实验。然而，他们最后的几次尝试并不顺利。
他们提出的一个反向反射器安装在私人拥有的Peregrine月球着陆器上，该着陆器在1月8日发射后不久遭遇灾难性的推进剂泄漏，最近在地球大气层中烧毁。另一个是与日本的SLIM（Smart Lander for Investigating Moon）着陆器相连的，该着陆器于1月19日成功降落在月球上，但由于电源出现问题，SLIM可能已经“寿终正寝”。
这些问题可能阻碍了NASA对反射器的研究。但由于首次载人“阿尔忒弥斯”任务被推迟到2026年，在这些任务到来之前，他们可能还会有几次机会。