Lunar Trailblazer НАСА подходит к луне, когда он входит в свою научную орбиту в концепции этого художника. Небольшой спутник будет орбитой около 60 миль (100 километров) над лунной поверхностью, производя самые лучшие карты воды на Луне. Кредит: Lockheed Martin Space
В среду, 26 февраля, камера тепловизионной визуализации, построенная исследователями из департамента физики Оксфорда, взорвется на Луну в рамках миссии Лунного первопроходца НАСА. Это направлено на то, чтобы отобразить источники воды на Луне, чтобы пролить свет на лунный цикл воды и направлять будущие роботизированные и человеческие миссии.
Оказавшись на орбите, космический корабль — насчитывающий 200 кг и размером с стиральную машину — составит температуру поверхности и состав лунной поверхности 12 раз в день, с разрешением 50 метров. Используя передовые инструменты, он будет изучать функции, в том числе постоянно затененные кратеры на южном полюсе Луны, которые могут содержать значительные количества (потенциально 600 миллионов метрических тонн) водяного льда. Это может быть использовано различными способами, от очистки ее как питьевой воды до обработки ее для топлива и дышащего кислорода для будущих посадков на луну человека.
Один из двух основных инструментов, Lunar Thermal Mapper (LTM), был построен исследователями в группе планетарных экспериментов на факультете физики Оксфорда. Это измеряет температуру поверхности и различные минералы, которые составляют лунный ландшафт, чтобы подтвердить наличие и местоположение воды. Инструмент будет работать в тандеме с летучими веществами высокого разрешения НАСА/JPL и Minerals Mapper (HVM3) для создания наиболее подробных карт воды на поверхности Луны на сегодняшний день. (Более подробная информация о том, как инструменты работают ниже)
Lunar Trailblazer была выбрана программой небольших инновационных миссий NASA по разведке планеты (Simbalex) в 2019 году, которая предоставляет возможности для недорогих научных космических кораблей для проезда с выбранными первичными миссиями. Космический корабль будет запущен в качестве вторичной полезной нагрузки на запланированной миссии Lunar Lander, возглавляемой интуитивно понятными машинами, эффективно управляя на более крупном космическом корабле, который попытается мягкой посадки на Луну. Если запуск в космическом центре Кеннеди в НАСА, Флорида, пройдет гладко, первые изображения из LTM должны вернуться на Землю в течение трех дней.
Поскольку космический корабль имеет относительно небольшой двигатель, его запланированная траектория будет использовать гравитацию солнца, Земли и Луны, чтобы направить его к финальной орбите-методику, называемой низкой энергией передачи. Импульс, предоставленный ракетным усилителем, будет продвигать космический корабль мимо Луны и в глубокое пространство, прежде чем его верте к тяжести. Затем космический корабль будет использовать небольшие всплески двигателя, чтобы медленно исправить свою орбиту до тех пор, пока он не станет примерно на 60 миль (100 километров) над поверхностью луны. В целом, лунный первопроходца должен занять от четырех до семи месяцев, чтобы прибыть на свою окончательную орбиту.
LTM был построен Планетарной группой экспериментов на факультете физики Оксфорда. Для группы построение LTM является последним достижением в 50-летней истории развивающихся компонентов для камер космического полета и инфракрасного теплового картирования, в том числе для миссий на Марс, Сатурн и Луну. В связи с тем, что компоненты LTM производятся различными британскими академическими институтами и компаниями (подробности ниже), эти коллективные усилия подчеркивают ведущую роль страны в исследовании космоса и научных исследованиях.
Профессор Нил Боулз, ученый -инструмент для LTM на отделе физики Университета Оксфорда, сказал: «Лунный тепловой карт был спроектирован, построен и протестирован здесь, в Оксфорде, и запуск является важным моментом для всей нашей команды. Измерения. Температура поможет подтвердить наличие сигнала воды в измерениях HVM3, и эти два инструмента будут работать вместе, чтобы отобразить состав луны, показывая нам детали, на которые намекались только ранее ».
Миссия может также показать, почему у луны есть вода в первую очередь. Возможные причины включают кометы и «влажные астероиды», выходящие на луну; Древние извержения вулкана отключают водяной пары из внутренней части луны; или водород в солнечном ветре, сочетающемся с кислородом на Луне. Выводы лунного первопроходца будут пролить свет на то, что гипотеза более вероятна.
Лорен Тейлор, главные проекты, возглавляемая британская космическое агентство, сказала: «Космическое агентство Великобритании взволнована тем, что станет частью миссии Lunar Trailbrazer НАСА. Наша работа с Оксфордским университетом по разработке лунного теплового картера демонстрирует ведущую роль Великобритании в космосе Исследование и научные исследования.
«Эта миссия предоставит бесценные данные о водных ресурсах Луны, поддерживая будущие человеческие миссии и улучшая наше понимание лунной среды».
Откройте для себя последние в науке, технологии и пространстве с более чем 100 000 подписчиков, которые полагаются на Phys.org для Daily Insights. Подпишитесь на нашу бесплатную рассылку и получите обновления о прорывах, инновациях и исследованиях, которые имеют значение — ежедневно или еженедельно.
Как работает лунный тепловой карт
Два инструмента на космическом корабле Лунного Трейлблазера-лунный тепловой карт (LTM) и летучие вещества с высоким разрешением и минералы Moon Mapper (HVM3) будут работать в тандеме, чтобы генерировать карты высокого разрешения воды луны, чтобы помочь определить цикл воды луны.
Оксфордский LTM будет использовать четыре широкополосных инфракрасных канала для измерения температуры лунной поверхности в диапазоне от приблизительно -163 ° C до 127 ° C. Инструмент также будет использовать одиннадцать узких инфракрасных каналов для отображения небольших вариаций в составе силикатных минералов, которые составляют камни и почвы поверхности луны. Это предоставит больше информации о том, из чего сделана лунная поверхность и где может быть найдена вода.
Между тем, HVM3 (построенный в лаборатории реактивного движения НАСА) будет обнаружить и отображать форму, изобилие и местоположения воды над лунным ландшафтом, измеряя спектральные отпечатки пальцев (длины волны отраженного солнечного света). Температура измеренной поверхности влияет на кажущуюся прочность сигнала поглощения воды, поэтому спектральные данные HVM3 будут откалиброваться с использованием измерений температуры, зарегистрированных одновременно LTM.
Напользовав лунный день и ночь, лунный первопроходца сможет определить, например, изменяется ли количество воды на этом безвоздушном теле путем превращения в газ, когда поверхность нагревается или накапливаясь, как мороз в тенистых областях, как Поверхность остывает. Миссия поможет ответить на ключевые вопросы, такие как молекулы воды, могут быть заблокированы в лунной скале, или если постоянно тенистые кратеры на лунных полюсах содержат значительное количество водяного льда.
Информация от: Оксфордским университетом
