Если все пойдет хорошо, миссия НАСА «Артемида III» вернет людей на Луну уже в 2026 году, впервые с момента отлета экипажа «Аполлона-17» в 1972 году. Однако это не будет отпуск, поскольку у астронавтов есть огромное количество наука, особенно в лунной геологии. Команда НАСА недавно представила свои планетарные цели и задачи для наземной деятельности Артемиды III, которая будет определять полевые работы, которые астронавты будут проводить на поверхности Луны.
Группа геологов «Артемиды III» представила свои приоритеты на Лунной и планетарной научной конференции в марте 2024 года. Кроме того, НАСА также объявило о своем выборе первых научных инструментов, которые астронавты развернут на поверхности Луны во время «Артемиды III».
Место посадки пока не выбрано, но оно будет находиться в пределах 6 градусов широты от Южного полюса. Эти инструменты будут собирать ценные научные данные о лунной среде, недрах Луны и о том, как поддерживать длительное присутствие человека на Луне, что поможет НАСА подготовиться к отправке астронавтов на Марс.
«Артемида знаменует собой смелую новую эру исследований, в которой присутствие человека усиливает научные открытия. С этими инновационными инструментами, размещенными на поверхности Луны, мы отправляемся в преобразующее путешествие, которое даст толчок возможности взаимодействия человека и машины – совершенно новый способ заниматься наукой», – сказала заместитель администратора НАСА Пэм Мелрой. «Эти три развернутых инструмента были выбраны для начала научных исследований, которые будут направлены на решение ключевых научных задач от Луны до Марса».
Две из трех основных научных целей и инструментов Artemis связаны с пониманием самой Луны. Станция мониторинга лунной среды (LEMS) представляет собой компактный автономный комплекс сейсмометров, который поможет изучать планетарные процессы, а лунный диэлектрический анализатор (LDA) поможет понять характер и происхождение лунных полярных летучих веществ. Третья основная научная цель будет заключаться в изучении того, как смягчить риски, связанные с исследованиями человеком, и с этой целью инструмент «Влияние Луны на сельскохозяйственную флору» (LEAF) будет исследовать влияние среды лунной поверхности на космические культуры, чтобы увидеть, можно ли использовать лунный реголит для выращивания сельскохозяйственных культур. выращивать пищу.
Подходя к целям планетарной науки с помощью этих двух инструментов, ученые сформулировали четыре основные задачи, которые разработаны так, чтобы быть «независимыми от места», чтобы их можно было выполнять на любом месте посадки или иметь возможность модифицировать для соответствия любому месту. будущее выбранное место посадки.
- А. Понять раннюю эволюцию Луны как модель эволюции каменистой планеты
Основная цель здесь — оценить ведущую теорию ранних дней Луны, а именно теорию Лунного магматического океана (LMO). Предполагается, что слой расплавленной породы присутствовал на поверхности Луны с момента ее образования (около 4,5 или 4,4 миллиарда лет назад) до десятков или сотен миллионов лет после этого времени, что привело к образованию коры, мантии и ядра. Хотя модель LMO поддерживается многими наблюдениями, она поддерживается не всеми.
Ученые заявили, что сбор образцов из полярного региона Луны и сравнение возраста, а также химического и изотопного состава новых образцов с образцами, собранными астронавтами Аполлона, поможет оценить текущую модель ЖИО и, возможно, «найти альтернативные или более сложные модели ЖИО». Ученые также хотели бы определить состав нижней коры и, если возможно, мантийных материалов.
Еще одна теория, которую ученые надеются подвергнуть тщательному изучению в ходе программы «Артемида», — это гипотеза гигантского удара. Это наиболее широко распространенная теория происхождения системы Земля-Луна, согласно которой Луна образовалась в результате столкновения Земли с другой небольшой планетой размером примерно с Марс. Обломки этого удара собрались на орбите вокруг Земли и образовали Луну. Однако сходство между Землей и Луной не совсем соответствует этой модели: большая часть материала Луны должна образоваться из ударного элемента. «Образцы Артемиды III позволят по-новому оценить процесс формирования и возраст Луны», — пишут ученые.
- Б. Определить лунную запись истории столкновений внутри Солнечной системы.
Удары сыграли большую роль в ранней истории нашей Солнечной системы, и ученые говорят, что хотели бы определить возраст бассейна Южного полюса Эйткен (SPA), старейшего известного лунного ударного бассейна. «Это предоставит ключевую новую информацию для определения того, когда начнутся записи о бомбардировках и насколько полны эти ранние записи», — пишут ученые. Они также надеются определить источники ранних столкновений, что станет фундаментальным ориентиром для понимания возраста поверхностей по всей Солнечной системе.
Ученые также хотели бы собрать данные для проверки гипотезы лунного катаклизма — теории, согласно которой примерно 3,9 миллиарда лет назад на Луне произошел интенсивный период бомбардировки, в результате которого около 80% Луны «всплыло на поверхность» с образованием примерно 1700 кратеров размером 100 километров и больше. Эта гипотеза противоречива, но определение того, действительно ли произошел этот период бомбардировки, поможет ученым определить, могла ли подобная катастрофическая бомбардировка повлиять на жизнь на Земле или быть причастной к ее происхождению.
Для достижения двух вышеуказанных целей Станция мониторинга лунной среды (LEMS) будет осуществлять непрерывный долгосрочный мониторинг сейсмической среды, а именно движения земли от лунных землетрясений, в южно-полярном регионе Луны. Ожидается, что этот инструмент будет работать от трех месяцев до двух лет и может стать ключевой станцией в будущей глобальной лунной геофизической сети. В НАСА заявили, что этот инструмент позволит охарактеризовать региональную структуру лунной коры и мантии, предоставив ценную информацию для анализа текущих моделей формирования и эволюции Луны.
- C и D: Определить изменчивость реголита в циркумполярной среде как краеугольный камень для понимания модификации поверхности безвоздушных тел и выявить возраст, происхождение и эволюцию летучих веществ Солнечной системы.
Полюса Луны – и особенно ее постоянно затененные области – сравнивают с чердаком в старом доме, потому что там, вероятно, хранится запись истории. На Луне «чердачные» области возле полюсов все еще будут содержать экзогенный материал, доставленный во внутреннюю часть Солнечной системы. Поскольку земные записи ранней Земли в значительной степени утеряны, найти их на Луне было бы чрезвычайно ценно.
«Мало что известно о составе летучих веществ в холодных ловушках, их численности, возрасте и общей способности Луны сохранять летучие вещества с течением времени», — пишут ученые. «…Оценка летучих веществ в холодных ловушках различной термической среды и возраста предоставит новые ключевые наблюдения для понимания их природы».
Также появляется все больше свидетельств присутствия летучих веществ на лунном полюсе, таких как вода, водород и метан, которые будут чрезвычайно важны для будущего долгосрочного проживания на Луне. Ученые также хотят изучить, как летучие вещества могут переноситься по лунной поверхности, поскольку такой перенос еще предстоит измерить на Луне, и как это может происходить – вызвано ли это суточными изменениями температуры, солнечным ветром или доставкой микрометеоритов через Луну. .
Лунный диэлектрический анализатор (LDA) поможет в этих исследованиях, поскольку он будет измерять способность реголита распространять электрическое поле, которое является ключевым параметром в поиске лунных летучих веществ, особенно льда. Он будет собирать важную информацию о структуре недр Луны, отслеживать диэлектрические изменения, вызванные изменением угла Солнца по мере вращения Луны, а также искать возможное образование инея или отложений льда.
«Эти три научных инструмента станут нашей первой возможностью после Аполлона использовать уникальные возможности людей-исследователей для проведения преобразующих исследований Луны», — сказал Джоэл Кернс, заместитель помощника администратора по исследованиям в Дирекции научных миссий НАСА в Вашингтоне. «Эти полезные нагрузки знаменуют наши первые шаги на пути к реализации рекомендаций для высокоприоритетной науки, изложенных в отчете группы определения науки Artemis III».
В рамках программы «Артемида» НАСА высадит на Луну первую женщину, первого цветного человека и своего первого международного партнера-астронавта на Луну с целью организации долгосрочных исследований для научных открытий и подготовки к миссиям человека на Марс на благо. из всех.
Для получения более подробной информации вы можете прочитать документ «Цели и задачи планетарной науки для наземной деятельности Артемиды III» здесь, а также отчет группы по определению науки «Артемида III».
