Лунный фонарик НАСА готов к поиску водяного льда на Луне

Известно, что водяной лед существует под лунным реголитом (разбитая порода и пыль), но ученые пока не понимают, покрывает ли поверхностный ледяной иней полы внутри этих холодных кратеров. Чтобы выяснить это, НАСА отправляет Lunar Flashlight, небольшой спутник (или SmallSat) размером не больше портфеля. Пролетая низко над южным полюсом Луны, он будет использовать лазеры, чтобы пролить свет на эти темные кратеры — так же, как старатель ищет спрятанные сокровища, освещая пещеру фонариком. Миссия будет запущена на борту ракеты SpaceX Falcon 9 в середине ноября.

«Этот запуск выведет спутник на траекторию, которая займет около трех месяцев, чтобы достичь научной орбиты», — сказал Джон Бейкер, руководитель проекта миссии в Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии. «Затем Lunar Flashlight попытается найти водяной лед на поверхности Луны в местах, которые никто другой не смог найти».

Экономичные орбиты

После запуска навигаторы миссии проведут космический корабль мимо Луны. Затем он будет медленно оттягиваться назад под действием силы тяжести от Земли и Солнца, прежде чем он выйдет на широкую, извилистую, собирающую науку орбиту. Эта почти прямолинейная гало-орбита будет проходить на расстоянии 42 000 миль (70 000 километров) от Луны в ее самой удаленной точке, а при максимальном сближении спутник будет касаться поверхности Луны, проходя в пределах 9 миль (15 километров) над поверхностью Луны. Лунный Южный полюс.

Малые спутники несут ограниченное количество топлива, поэтому орбиты с интенсивным использованием топлива невозможны. Почти прямолинейная гало-орбита требует гораздо меньше топлива, чем традиционные орбиты, и Lunar Flashlight станет лишь второй миссией НАСА, использующей этот тип траектории. Во-первых, это миссия НАСА по технологической эксплуатации и навигации над лунной автономной системой позиционирования (CAPSTONE), которая выйдет на свою орбиту 13 ноября, совершив ближайший проход над Северным полюсом Луны.

«Причина этой орбиты заключается в том, чтобы иметь возможность подойти достаточно близко, чтобы «Лунный фонарик» мог светить своими лазерами и получить хорошую отдачу от поверхности, а также иметь стабильную орбиту, которая потребляет мало топлива», — сказала Барбара Коэн, «Лунный фонарик». главный исследователь Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд.

В качестве демонстрации технологии Lunar Flashlight станет первым межпланетным космическим кораблем, использующим новый вид «зеленого» топлива, которое безопаснее транспортировать и хранить, чем обычно используемые в космосе виды топлива, такие как гидразин. Это новое топливо, разработанное Исследовательской лабораторией ВВС и испытанное в ходе предыдущей демонстрационной миссии НАСА, сгорает за счет катализатора, а не требует отдельного окислителя. Вот почему он называется монотопливом. Двигательная установка спутника была разработана и построена Центром космических полетов имени Маршалла НАСА в Хантсвилле, штат Алабама, при поддержке интеграции со стороны Технологического исследовательского института Джорджии в Атланте.

Lunar Flashlight также станет первой миссией, использующей четырехлазерный рефлектометр для поиска водяного льда на Луне. Рефлектометр работает, используя длины волн ближнего инфракрасного диапазона, которые легко поглощаются водой для определения льда на поверхности. Если лазеры попадут в голую скалу, их свет отразится обратно на космический корабль, сигнализируя об отсутствии льда. Но если свет поглощается, это будет означать, что эти темные карманы действительно содержат лед. Чем больше поглощение, тем больше льда может быть на поверхности.

Лунный водный цикл

Считается, что молекулы воды образуются в результате ударов комет и астероидов о поверхность Луны, а также в результате взаимодействия солнечного ветра с лунным реголитом. Со временем молекулы могли накапливаться в виде слоя льда внутри «холодных ловушек».

«Мы впервые собираемся провести точные измерения поверхностного льда в постоянно затененных регионах», — сказал Коэн. «Мы сможем сопоставить наблюдения Lunar Flashlight с другими лунными миссиями, чтобы понять, насколько обширна эта вода и может ли она быть использована в качестве ресурса будущими исследователями».

Коэн и ее научная группа надеются, что данные, которые собирает Lunar Flashlight, можно будет использовать для понимания того, как летучие молекулы, такие как вода, перемещаются из одного места в другое и где они могут накапливаться, образуя слой льда в этих холодных ловушках.

«Это захватывающее время для исследования Луны. Запуск «Лунного фонарика» вместе со многими небольшими спутниковыми миссиями на борту Artemis I может стать основой для научных открытий, а также поддержать будущие миссии на поверхность Луны», — сказал Роджер Хантер. Менеджер программы малых космических аппаратов в Исследовательском центре Эймса НАСА в Силиконовой долине в Калифорнии.