луноход | главный центр

Осенью 2023 года американский самолет совершит посадку на южном полюсе Луны. Его миссия: исследовать водяной лед, который, как известно ученым, скрывается в тени Луны и который, по их мнению, может помочь спасти людей, которые однажды могут исследовать Луну или использовать ее в качестве стартовой площадки для исследования дальнего космоса.

НАСА недавно выбрало Кевина Льюиса, адъюнкт-профессора кафедры наук о Земле и планетах Школы Кригера, который также работал над марсианскими миссиями, в качестве соисследователя миссии. Используя часть навигационной системы марсохода, он планирует исследовать лунную геологию под поверхностью Земли из своего офиса в Олин Холле.

«Я участвовал в других марсоходных миссиях, но на Марсе, поэтому я немного новичок на Луне», — сказал Льюис. «Мы увидим в тенях то, чего солнце никогда раньше не видело, не говоря уже о людях. Так что это может быть совсем другой тип поверхности, чем мы видели на других изображениях лунной поверхности».

суше, чем в пустыне

Большая часть Луны полностью лишена воды. Это связано с тем, как образовался спутник, в результате гигантского столкновения между первобытной Землей и объектом размером с Марс. Температуры были достаточно высоки, чтобы не только расплавить камни, но и испарить их, заставив облако каменного пара циркулировать вокруг Земли. В конце концов пар объединился, чтобы сформировать луну.

Эти температуры также были достаточно высокими, чтобы избавиться от любой воды, и они даже не оставили ощутимых следов, застрявших внутри скал, как на земле. Но со временем метеоры и кометы, содержащие водяной лед, бомбардировали Луну, отбрасывая ледяные частицы по поверхности Луны.

Угол наклона солнца к полюсам луны очень крутой, что создает длинные тени. Это означает, что некоторые полярные кратеры вообще не получают солнечного света. Когда молекулы воды прыгают в одну из этих неосвещенных областей, температура которых является одной из самых низких в Солнечной системе и составляет всего несколько десятков градусов выше абсолютного нуля, они истощают свою тепловую энергию и остаются на поверхности.

«Таким образом, со временем в этих постоянно затененных областях могут образовываться залежи льда, которые, по сути, могут быть единственным источником воды на всей Луне в полезных количествах», — сказал Льюис.

блуждающая луна

Ровер Volatiles Investigating Polar Exploration Rover, или VIPER, представляет собой робота размером с тележку для гольфа, предназначенного для дальних и неизвестных краев южного полюса Луны. Марсоход, который проедет несколько километров за несколько лунных дней — или около 100 земных дней — оценит такие вещи, как то, как выглядит вода, сколько ее, похожа ли она на иней на поверхности или лед на глубине, и есть ли ее больше. в некоторых областях, чем в других.

«Это действительно интересно исследовать воду, которая когда-нибудь может быть использована людьми-исследователями. И, конечно же, геологический аспект этого: история Луны и геологическая и тепловая эволюция ее коры также являются очень интересными вопросами».

Кевин Льюис

Адъюнкт-профессор Колледжа искусств и наук Кригера

В настоящее время VIPER собирается в Космическом центре НАСА имени Джонсона в Хьюстоне и должен быть адаптирован к конкретным условиям, с которыми он столкнется на южном полюсе Луны. Есть вырытые грунты с разным уровнем давления, для чего требуются четыре независимо управляемых колеса, способных преодолевать уклоны от 25 до 30 градусов.

Существуют резкие колебания температуры Луны, от 225 градусов по Фаренгейту на солнце в течение дня до -400 градусов в этих постоянных тенях; Квадратная форма VIPER защищает инструменты, а высокоточная технология в настоящее время откалибрована для защиты от этих колебаний.

Есть и сама темнота, вынуждающая использовать первые в мире фары на марсоходе, чтобы освещать места на Луне, которые никогда раньше не видели солнечного света.

И есть противоречивые научные и логистические потребности – наука предлагает VIPER проводить время в тени, но марсоход также должен будет периодически вылезать из ям, чтобы перезарядить свои батареи на солнце. Большинство солнечных батарей марсоходов расположены на их крышах, но полярный угол солнечного света требует, чтобы вместо этого батареи VIPER были установлены по бокам.

поиск

НАСА выбрало восемь новых соисследователей для программы VIPER, отчасти для того, чтобы привнести в команду новые идеи и опыт. Исследование Льюиса дает марсоходу совершенно новый научный инструмент для исследования Луны.

Чтобы отслеживать свое местоположение и направление, VIPER оснащен акселерометрами — устройствами, обычно используемыми для определения изменений положения и наклона марсохода. Это инструменты, которые Льюис планирует использовать в своих исследованиях. Акселерометры очень чувствительны. Они могут обнаружить крошечное изменение гравитации, которое вы бы испытали, если бы под землей, на которой вы стоите, были залежи руды.

«Гравитация использовалась для бурения на Земле; вы можете посмотреть на гравитационные аномалии, и они расскажут вам кое-что о подземной геологии», — сказал Льюис. “Мы смогли сделать это на Марсе и узнать плотность плутонических пород, по которым мы движемся. Мы сделаем это и на Луне, попытаемся вычислить вертикальную плотность реголита и искать любые геологические аномалии».

Комментарий к фото: Прототип лунного модуля VIPER проходит испытания в Лаборатории лунных операций

картина кредит: НАСА

VIPER является частью программы NASA Artemis, многоэтапного процесса по возвращению людей на Луну. Artemis I станет первым испытанием ракеты, которая в конечном итоге доставит людей, и ее запуск запланирован на этот год. Artemis II, запуск которого запланирован на 2023 год, выйдет на орбиту Луны с людьми на борту. Планируется, что Artemis III высадит людей на Луну в 2024 году.

«Очень интересно работать над миссией VIPER параллельно с аспектом исследования человека с Artemis», — сказал Льюис. «Хотя эти астронавты не будут пить эту воду напрямую, было бы очень неплохо сделать это на фоне фактического возвращения на Луну».

Как член научной группы, Льюис не участвует в создании VIPER и не будет напрямую заниматься какими-либо элементами управления во время миссии. Но с тех пор, как он присоединился к команде, он участвовал в симуляциях, где команда практиковалась в использовании технологии вездехода и принятии решений, которые необходимо принимать на месте.

Миссия начинает выглядеть реальной. «Очень интересно исследовать воду, которую когда-нибудь смогут использовать исследователи-люди», — сказал Льюис. «Найти воду, которую они когда-нибудь смогут пить, — это сногсшибательно. И, конечно же, геологический аспект этого: история Луны и геологическая и тепловая эволюция ее коры — тоже очень интересные вопросы».

Ученые-планетологи и лунологи Кэтлин Мандт и Парвати Прем из Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса также были выбраны членами команды VIPER.

Leave a Comment