Mondtaschenlampe zur Suche nach Wasser auf dem Mond

Wenn durstige Bewohner einer ständigen Gemeinschaft auf dem Mond einen Schluck frisches Wasser vom Südpol des Mondes trinken, werden sie die Vorteile eines 30-Pfund-Raumschiffs genießen, das als Lunar Flashlight bekannt ist und im Georgia zusammengebaut und getestet wurde Institut für Technologie (Georgia Tech). Lunar Flashlight wird leistungsstarke Laser und ein Spektrometer an Bord verwenden, um schattige Bereiche von Kratern am Südpol nach Anzeichen von Oberflächeneis abzusuchen. Frühere NASA-Missionen haben gezeigt, dass der Mond in diesen Gebieten möglicherweise gefrorenes Wasser hat, und durch die Umkreisung nahe der Oberfläche wird das Raumschiff in der Lage sein, Orte zu identifizieren, die es wert sein könnten, von zukünftigen Missionen erkundet zu werden.

Lunar Flashlight wurde von einem Team aus dem Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA, dem Goddard Space Flight Center (GSFC) der NASA, der University of California, Los Angeles (UCLA), der Georgia Tech und dem Marshall Space Flight Center (MSFC) der NASA entwickelt /P>

Forscher der Georgia Tech School of Aerospace Engineering arbeiteten mit MSFC zusammen, um das Antriebssystem des Raumfahrzeugs zu entwickeln – eine neue Technologie, die ein verbessertes umweltfreundliches Treibmittel verwendet – und arbeiteten mit dem Georgia Tech Research Institute (GTRI) zusammen, um die Lunar Flashlight in a zusammenzubauen und zu testen Reihe einzigartiger Einrichtungen in Atlanta.

Über die Untersuchung des Eises des Mondes hinaus wird Lunar Flashlight zeigen, dass kleine Raumfahrzeuge große Fähigkeiten haben können. Es wird der erste CubeSat sein, der ein umweltfreundliches Monotreibstoff-Antriebssystem für den orbitalen Einflug auf den Mond verwendet – und die Position ändert, um seine Instrumente auszurichten, Daten zur Erde zurückzusenden und Sonnenlicht zu sammeln, um seinen Betrieb anzutreiben. Der CubeSat, der etwa die Größe eines Desktop-Computers hat, wird auch der erste sein, der aktive Laserspektroskopie zur Erkundung der Mondoberfläche verwendet.

Bisher haben CubeSats – benannt nach der Verwendung von kubischen Modulen in Standardgröße – meist Aufgaben im Erdorbit übernommen und benötigten keine leistungsstarken Antriebssysteme. Lunar Flashlight wird dazu beitragen, die Fähigkeit kleiner und relativ kostengünstiger Raumfahrzeuge zu demonstrieren, wichtige Weltraummissionen zu bewältigen, die zuvor größeren Fahrzeugen vorbehalten waren.

Lunar Flashlight trägt vier leistungsstarke Nahinfrarotlaser, die bei verschiedenen Wellenlängen im Nahinfrarotspektrum arbeiten. Die Laser werden auf schattige Bereiche von Kratern gerichtet und werden nacheinander arbeiten, um Stellen zu beleuchten, an denen möglicherweise Eis abgelagert und vor dem Schmelzen geschützt wurde. Wasser in Form von Eis absorbiert das Laserlicht, während trockener Mondboden – bekannt als Regolith – die Strahlen zurück zum Spektrometer der Raumsonde reflektiert.

„Durch die Untersuchung des zurückgeworfenen Lichts wird uns das System sagen, ob in diesen dauerhaft schattigen Bereichen Wassereis vorhanden ist“, sagte Jud Ready, leitender Forschungsingenieur bei GTRI und leitender Forscher des Lunar Flashlight-Projekts bei Georgia Tech. Das Lunar Flashlight-Wissenschaftsteam wird die Messungen von CubeSat zusammen mit Datensätzen interpretieren, die von anderen Raumfahrzeugen gesammelt wurden, um die Häufigkeit und Verteilung von Mondeisablagerungen besser zu verstehen.

Die Laser werden von einem großen Lithium-Ionen-Akku gespeist, der von den vier Solarmodulen des Raumfahrzeugs aufgeladen wird. Die Laser, das Spektrometer und die Batterie nehmen etwa ein Drittel des Gesamtvolumens der Lunar Flashlight ein.

Daten von der Eissuche werden von einem Funksender, der denen ähnelt, die in anderen NASA-Missionen verwendet werden, an das Deep Space Network der NASA gesendet. Das Funkgerät wird auch Befehle empfangen, die von Controllern auf der Erde an das Raumfahrzeug gesendet werden. Aufgrund der Zeit, die für die Übertragung von Signalen zum Mond benötigt wird, werden die Befehle gespeichert und zu bestimmten Zeiten ausgeführt. Die Daten werden in das Mission Operations Control Center von Georgia Tech, das sich in der School of Aerospace Engineering befindet, eingehen und zur Analyse und Archivierung im NASA Planetary Data System an die UCLA weitergeleitet. Raumfahrzeug-Controller bei Georgia Tech werden die Signale überwachen, um sicherzustellen, dass Lunar Flashlight wie vorgesehen funktioniert.

Das Ziel von Lunar Flashlight ist es, eine der strategischen Wissenslücken der NASA zu schließen:das Verständnis der Zusammensetzung, Menge, Verteilung und Form von Wasser und Wasserionen – wie Hydroxyl (OH) – in kalten Stellen auf dem Mond, die als „Kühlfallen“ bekannt sind. Frühere Lunar Orbiter und andere Missionen der NASA haben potenzielle Wassereisablagerungen in hohen Breiten auf dem Mond entdeckt. Lunar Flashlight wird eine Handvoll dieser Ablagerungen mit einer räumlichen Auflösung von ein bis zwei Kilometern kartieren und damit deutlich mehr Details liefern als frühere Missionen. Lunar Flashlight wird nicht nur die Existenz des gefrorenen Wassers bestätigen, sondern auch Informationen liefern, die dabei helfen könnten, zu bestimmen, wo zukünftige Missionen landen könnten, um Proben des Wassers zu nehmen und seine potenzielle Nutzung durch Menschen zu bewerten.

Die Nutzung der eigenen Wasserressourcen des Mondes zur Unterstützung des menschlichen Lebens und zur Herstellung von Treibstoff könnte die Kosten für die Aufrechterhaltung dauerhafter Mondgemeinschaften senken, indem weniger Material von der Erde abgefeuert werden muss. Neben Wasser hofft die NASA, Mondmaterialien zur Herstellung von Sauerstoff und Treibstoff für den Start von Rückflügen zu verwenden.