UA-forskere om at vinde hold i måneudforskningskonkurrence

Pink Floyd til side, der er faktisk ikke en mørk side af månen – bare en side, du ikke kan se fra Jorden. Det er, medmindre du er en forsker som dem ved University of Arizona og partnerinstitutioner, som sætter sig for at undersøge meteoritisk nedslag på den anden side af månen.

Lunar Meteoroid Impacts Observer, eller LUMIO, projektet ledes af Francesco Topputo, en assisterende professor i rumfartssystemer ved Polytechnic University of Milano i Italien.

Roberto Furfaro, lektor ved Institut for System- og Industriteknik og Institut for Luftfarts- og Maskinteknik, og Vishnu Reddy, adjunkt ved Lunar and Planetary Laboratory, udgør UA-holdet i LUMIO-missionsstudiet.

Projektet sigter mod at bruge et avanceret kamera til at overvåge meteoritter, der rammer månen. Kombineret med eksisterende jordbaseret overvågning, disse observationer kunne skabe et mere komplet billede af, hvad der sker, når meteoritter rammer månens overflade, og den rumlige fordeling af disse påvirkninger. At forstå, hvor meteoritter, der rammer månen, kommer fra, og hvornår de rammer, hjælper os med at forstå affaldsmiljøet i rummet nær Jorden.

"LUMIO vil sætte os i stand til at besvare nogle vigtige spørgsmål om små objektpopulationer omkring Jord-Måne-systemet, " sagde Reddy. Reddy kom med den videnskabelige begrundelse for missionen.

Også involveret er Delft University of Technology i Holland, Ecole polytechnique federale de Lausanne i Schweiz, Det italienske rumfarts- og forsvarsfirma Leonardo, Science &Technology Corp. i Norge, og European Space Agency's European Space Research and Technology Center i Holland.

Kalder alle CubeSats

SysNova, et initiativ fra European Space Agency, der bruger teknologiske udfordringer til at tiltrække de bedste forslag fra europæiske virksomheder, universiteter og forskningscentre, bad først om forslag til deres Lunar CubeSats for Exploration-konkurrence i slutningen af ​​2016, og omkring 60 hold besvarede opkaldet. I foråret 2017 fire hold blev udvalgt som finalister, og modtog tilskud på omkring $100, 000 og seks måneder til indledende studier. LUMIO blev udvalgt som vinder i december 2017.

CubeSats er miniaturesatellitter, der består af 10 x 10 x 10 centimeter kubikenheder kaldet U'er. Oprindeligt brugt i universitetsmiljøer, så studerende kunne designe og udføre deres egne missioner, CubeSats' lave omkostninger, lav vægt og stadig stærkere behandlingsevner har fået mere opmærksomhed fra nationale rumorganisationer i de seneste år. Roger Walker, en projektleder for pædagogiske satellitprojekter hos European Space Agency, sammenlignede nutidens standardsatellitter med pc'er og CubeSats med smartphones.

"Nu, agenturer undersøger muligheden for at sende disse terninger ud, ikke kun rundt om jorden, men for at udforske andre områder, " sagde Furfaro.

Kevin Jacquinot, som fik sin mastergrad i rumfartssystemer ved UA i 2017, designet en CubeSat til et uafhængigt studieforløb, der arbejder for Furfaro. Efter eksamen, han lavede noget systemteknik for LUMIO.

"På grund af LUMIO, Jeg blev sat i kontakt med European Space Agency, og jeg venter faktisk på et svar fra dem om at arbejde på et andet måneudforskningsprojekt, " sagde han. "Jeg ville elske at arbejde på et projekt som dette igen."

Månesituationsbevidsthed

Som direktør for Space Situational Awareness Arizona-initiativet, Furfaro arbejder sammen med andre UA fakulteter for at forstå og karakterisere adfærden af ​​objekter i rummet.

Et mål med LUMIO-missionen er at øge månens situationsbevidsthed, eller hvad der kan påvirke månen. Dette kan være særligt vigtigt for USA, i lyset af et direktiv, som præsident Donald Trump underskrev i december, der formelt instruerede NASA om at sende flere astronauter til månen.

"Hvis vi skal tilbage til månen, som præsidenten meddelte, vi skal også have en bedre forståelse af månemiljøet, " sagde Furfaro.

Som vindere af udfordringen, LUMIO-teamet vil gennemføre en sideløbende ingeniørundersøgelse med ESA i de kommende måneder.

"Derefter, hvis alt går godt, der vil være en god chance for, at vi flyver den, " sagde Furfaro.

Mission til månen

LUMIO ville være omkring 12U (2Ux2Ux3U) og veje omkring 50 pund (omtrent en hundrededel af vægten af ​​NASAs New Frontier-rumfartøj). I fase et af sin mission, det ville blive transporteret til månen på et andet køretøj, så begynder dens måne, eller selenocentrisk, kredsløb.

I fase to, overførselsfasen, LUMIO ville rejse ud over månen til L2, en gravitationsparkeringsplads, som astrodynamikere omtaler som et "Lagrange-punkt" (opkaldt efter en matematiker fra det 8. århundrede), hvilket vil gøre det muligt for LUMIO at bevare sin relative position i forhold til månen, når den kredser om jorden.

I fase tre, den operative fase, LUMIO ville begynde at kredse om L2 i cirka 29-dages rotationer - samme længde som selve månens cyklus.

I de to uger omkring den anden sides nymåne - en fuldmåne fra Jordens perspektiv, månen vil være mørk nok til, at LUMIO kan observere og registrere meteoriske nedslag. Månen vil være for lys til at observere i de to andre uger, så forskerne vil bruge tiden på at omkalibrere LUMIOs navigationssystem og holde det på den rigtige bane.

LUMIO ville kredse om L2 i omkring et år, efterfulgt af bortskaffelse, hvilket kan involvere at styrte LUMIO ned på månens overflade. Et andet rumfartøj med den rigtige instrumentering kunne få værdifuld information om månens undergrund ved at observere snavs og materialer, der røres op af LUMIO ved sammenstødet.