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NASA CubeSat将在月球上发射激光’s Darkest Craters

这位艺术家’s concept shows the 月球手电筒 spacecraft, a six-unit CubeSat designed to search for ice on the Moon’的表面使用特殊的激光。
航天器将使用其近红外激光将光照射到月球上的阴影极地区域,而机载反射仪将测量表面反射和成分。图片由NASA / JPL-Caltech提供

当宇航员在Artemis计划期间探索月球时,他们可能需要利用月球表面已经存在的资源。以水为例:因为它’作为从地球发射的沉重且昂贵的资源,我们未来的探险家可能不得不寻找冰才能开采。一旦开挖,它可以融化和净化以供饮用,并用作火箭燃料。但是,月球上有多少水,我们在哪里可以找到?

这是美国宇航局的地方’s的月球手电筒进来了。这只小型卫星(也称为CubeSat)的大小约为公文包的大小,旨在探测被认为是从未见过日光的月球陨石坑底部的自然存在的表面冰。

“虽然我们在那里有个好主意’在月球上最冷和最暗的陨石坑内的冰块,以前的测量结果有点模棱两可,”美国宇航局任务首席研究员芭芭拉·科恩(Barbara Cohen)说’位于马里兰州格林贝尔特的哥达德太空飞行中心。“Scientifically, that’s fine, but if we’重新计划派遣宇航员去那里挖冰并饮用,我们必须 当然 it exists.”

由NASA管理’该航天器位于南加州的喷气推进实验室,是一项技术演示:它将寻求实现多项技术首创,包括首次使用激光寻找水冰的任务。这也将是第一个使用“green”推进剂,一种新型燃料,比常用的航天器推进剂肼安全运输和储存。

“A technology demonstration mission like 月球手电筒, which is lower cost and fills a specific gap in our knowledge, can help us better prepare for an extended NASA presence on the Moon as well as test key technologies that may be used in future missions,” said John Baker, 月球手电筒 project manager at JPL.

窥视阴影

Over the course of two months, 月球手电筒 will swoop low over the Moon’的South Pole,将其激光照射到永久阴影区域并探测表面冰。这些黑暗的陨石坑位于南北两极附近,被认为是“cold traps”会积聚不同的冰分子,包括水冰。这些分子可能来自撞击月球表面的彗星和小行星材料,也可能来自太阳风与月球土壤的相互作用。

“太阳绕着火山口的地平线移动,但从未真正照射过火山口,”科恩说,他的团队包括加利福尼亚大学洛杉矶分校,约翰·霍普金斯大学应用物理实验室和科罗拉多大学的科学家。“由于这些陨石坑太冷,这些分子永远得不到足够的能量逃逸,因此被困住并积聚了数十亿年。”

月球手电筒’的四激光反射仪将使用容易被水吸收的近红外波长,以识别表面上的冰块是否积聚。激光照射到南极时,是否应击中裸露的岩石’在永久性阴影区域,它们的光会反射回飞船,表明冰层不足。但是,如果光被吸收,则意味着这些黑暗的口袋确实包含冰。吸收越大,冰在地表的分布就越广泛。

While the CubeSat can provide information only about the presence of ice on the surface, and not below it, 月球手电筒 seeks to fill a critical gap in our understanding of how much water ice these regions possess. “We will also be able to compare the 月球手电筒 data with the great data that we already have from other Moon-orbiting missions to see if there are correlations in signatures of water ice, thereby giving us a global view of surface ice distribution,” added Cohen.

这项任务在2020年4月的《 IEEE航空和电子系统》杂志上发表的一篇新论文中进行了详细说明。

月球手电由NASA的小型航天器技术计划资助’太空技术任务局。该程序基于NASA’加州艾姆斯研究中心’的硅谷。这将是Artemis I任务中的13个次要有效载荷之一,这是NASA的首次综合飞行测试’的深空探测系统,包括从佛罗里达州肯尼迪航天中心最新升级的探测地面系统发射的“猎户座”飞船和太空发射系统(SLS)火箭。

在阿耳s弥斯计划下,宇航员和机器人将比以往任何时候都探索更多的月球。机器人的任务始于2021年的商业登月,2024年人类返回,该机构将在十年末建立可持续的登月探索。我们将利用在月球上学到的知识来准备将宇航员送往火星。

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