Европейский космический прибор MPAc будет доставлен на поверхность Луны в рамках миссии IM-3, реализуемой компанией Intuitive Machines. Ключевым элементом устройства станет инновационный лазерный отражатель MoonLIGHT, предназначенный для повышения точности определения расстояния между Землей и Луной с сантиметровой до миллиметровой шкалы.

Старт миссии IM-3 на ракете Falcon 9 запланирован не ранее 2027 года. Посадочный модуль Nova-C должен доставить научное оборудование в район Рейнер Гамма – уникальной светлой области, расположенной на видимой стороне Луны и ассоциирующейся с локальной магнитной аномалией.

MPAc включает в себя крупный уголковый отражатель MoonLIGHT, дополненный специализированным механизмом для наведения. Разработка самого отражателя стала результатом сотрудничества Национального института ядерной физики Италии и Мэрилендского университета, а финансовую поддержку системы точного наведения оказало Европейское космическое агентство.

Метод измерения базируется на технологии лунной лазерной дальнометрии: наземная обсерватория генерирует короткий лазерный импульс, направленный к Луне. Отражатель возвращает часть светового потока обратно на Землю, позволяя вычислить расстояние до спутника по времени прохождения сигнала в обоих направлениях.

Аналогичные исследования проводятся уже более пятидесяти лет. Первые лазерные отражатели были размещены на лунной поверхности во время реализации программы Apollo; это панели, состоящие из множества небольших уголковых элементов.

Данная конструкция имеет определенное ограничение: из-за либрации – небольшого колебания Луны – панель может отклониться относительно земной станции. В результате отдельные отражатели оказываются на немного различном расстоянии от телескопа, что приводит к возвращению фотонов одного лазерного импульса в разное время.

MoonLIGHT отличается от других систем своим подходом: вместо использования множества малогабаритных элементов применяется один крупный уголковый отражатель диаметром приблизительно 100 миллиметров. Такая конструкция призвана существенно снизить временное размытие лазерного импульса, возвращаемого на Землю.

В отличие от крупного одиночного отражателя, имеющего ограниченный угол обзора, новый прибор MPAc требует более точной ориентации на Землю и обеспечивает выполнение этой задачи.

Сразу после посадки предусмотрен механизм поворота MoonLIGHT в заданное положение с использованием двух независимых осей вращения. Эта система спроектирована для функционирования в условиях вакуума и значительных перепадов температур, характерных для лунной поверхности.

Предполагается, что новая конструкция позволит проводить измерения расстояния между Землей и Луной с точностью до миллиметра. Это даст возможность значительно повысить точность отслеживания движения и вращения естественного спутника нашей планеты.

Полученные данные могут быть использованы не только для определения параметров орбиты Луны. Небольшие колебания в её вращении содержат сведения о внутреннем устройстве небесного тела, поэтому длительные наблюдения позволяют детализировать модели ядра, мантии и других внутренних слоёв.

Метод лазерной дальнометрии также применяется для проверки основополагающих теорий гравитации. Более точные измерения повысят чувствительность экспериментов, направленных на проверку принципа эквивалентности, потенциального изменения гравитационной постоянной и других предсказаний общей теории относительности.

После развёртывания MoonLIGHT, несколько действующих наземных лазерных комплексов получат возможность взаимодействовать с ним. В перечень таких станций войдут обсерватории, расположенные в итальянской Матере, французском Грассе, немецком Ветццелле и американская APOLLO.

Комплекс MoonLIGHT/MPAc успешно прошёл процедуру подготовки к космическому полёту. На текущем этапе оборудование находится в ожидании интеграции с посадочным модулем Nova-C перед стартом миссии IM-3.

В дополнение к европейскому отражателю, миссия доставит на Рейнер Гамма ряд научных и технологических разработок. В их число входят инструменты для изучения местной магнитной аномалии, а также группа компактных автономных луноходов.

При условии успешного завершения посадочной операции, MoonLIGHT станет представителем нового поколения лунных лазерных отражателей, спустя более полувека после установки аналогичных устройств экипажами Apollo.