Lille satellit til at studere ressourcer, der er nødvendige for vedvarende månens tilstedeværelse

Mens vi begiver os frem til Månen og etablerer en vedvarende månens tilstedeværelse, at finde og forstå vand på månens overflade bliver stadig vigtigere. Månevand er stort set i form af, men ikke nødvendigvis begrænset til, vandis. Astronauter på Månen kunne bruge denne is til forskellige besætningsbehov, potentielt inklusive raketbrændstof. Lunar IceCube missionen, ledet af Morehead State University i Morehead, Kentucky, vil studere vandfordeling og interaktion på Månen. Missionen vil bære et NASA-instrument kaldet Broadband InfraRed Compact High-Resolution Exploration Spectrometer (BIRCHES) til at undersøge fordelingen af ​​vand og andre organiske flygtige stoffer. NASA-forskere vil bruge disse data til at forstå, hvor vandet er på Månen, dens oprindelse og hvordan vi kan bruge den.

"Lunar IceCube vil hjælpe med at bane vejen for menneskelige missioner gennem væsentligt billigere robotmissioner og ved at adressere vanddynamik på Månen, " sagde Mark Lupisella, efterforsknings- og udviklingschef. "Dette er ikke kun vigtigt for videnskaben, men det kan også være vigtigt for at reducere omkostningerne ved menneskelige missioner på lang sigt."

BIRCHES-instrumentet hjælper ikke kun med at kortlægge vandets fordeling og dynamik på Månens overflade, men også i exosfæren - et meget tyndt atmosfærelignende volumen, der omgiver Månen. Forskere er interesserede i at forstå absorption og frigivelse af vand fra Månens regolit, som kan sammenlignes med jord på Jordens overflade. Ved at studere absorption og frigivelse af vand, forskere kan begynde at kortlægge ændringer, der sker på Månen. At finde og forstå vand på månens overflade er afgørende for at etablere en vedvarende tilstedeværelse på Månen.

Lunar IceCube planlægger at have en syv-timers elliptisk bane omkring Månen, hvor den vil observere månens overflade i en time af den tid. Denne begrænsede observationstid skyldes BIRCHES' syn på Månen. Hvis Solen kigger ind i Lunar IceCubes synsvinkel, mens den observerer eller rejser til Månen, BIRCHES-instrumentet ville blive permanent beskadiget på grund af intensiteten af ​​Solens energi på den infrarøde detektor og andre følsomme optiske komponenter i instrumentet. For at forhindre dette, holdet udviklede en lille garage-lignende dør på instrumentet, der åbner og lukker for at beskytte instrumentet.

Lunar IceCube er designet til at give adskillige stedobservationer på forskellige breddegrader for yderligere at forstå vandkredsløb på Månen. Derudover resultaterne fra Lunar IceCube vil give gratis målinger til andre CubeSats, der observerer Månen.

"Alt hvad vi lærer om månen er værdifuldt, " sagde Cliff Brambora, BIRCHES ledende ingeniør. "Månen er en slags prøveplads for teknologi og udforskning, og den viden, vi får der, vil hjælpe os med potentialet for at etablere en vedvarende tilstedeværelse på andre planeter, såsom Mars."

Ud over den miniaturiserede teknologi til BIRCHES-instrumentet, Lunar IceCube vil have en ion-fremdrivningspropel, en ny teknologi til CubeSats. På grund af rumfartøjets lille størrelse, thrusteren fungerer elektrisk ved hjælp af små mængder drivmiddel for at give et lille skub og drive rumfartøjet langs sin vej, ligner den for sommerfuglevinger.

"Interplanetarisk udforskning med CubeSats er mulig gennem brug af innovative fremdriftssystemer og kreative baner, " sagde Benjamin Malphrus fra Morehead State University. "Ionfremdrivningssystemet er en muliggørende teknologi, der vil åbne døren til udforskning af solsystemet med små satellitplatforme, indvarsler en ny æra af rumudforskning."

Som en CubeSat, en miniaturiseret satellit, der typisk vejer mindre end 397 pund, Lunar IceCube, som vejer 31 pund, giver agenturet en effektiv og omkostningseffektiv måde at studere Månen på. CubeSats tilbyder NASA, universiteter og andre organisationer med en platform for videnskabelige undersøgelser, teknologidemonstrationer og avancerede missionskoncepter. BIRCHES nyttelast er nogenlunde på størrelse med en otte-tommers papirkasse, og under udviklingen af ​​BIRCHES, holdet måtte drastisk miniaturisere ældre hardware fra en tidligere NASA-mission til cirka en sjettedel af dens oprindelige størrelse.

Lunar IceCube er et samarbejde mellem NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland; NASA's Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien; NASA's Katherine Johnson uafhængige verifikations- og valideringscenter i Fairmont, West Virginia; Morehead State University (MSU); og kommercielle partnere, herunder rumfartsselskabet Busek.

BIRCHES-instrumentet gennemgår i øjeblikket miljøtest hos Goddard og er planlagt til levering til MSU i august for integration i rumfartøjet. Missionen vil starte som en sekundær nyttelast på Space Launch Systems (SLS) Artemis -1.

Lunar IceCube baner vejen for NASAs mission til Månen. Ved at skelne vand på og omkring månens overflade, forskere vil være i stand til at forudsige sæsonmæssige ændringer og bestemme mulig in situ brug for vand på Månen. Dette vil være værdifuld information, da NASA arbejder på at etablere en vedvarende månens tilstedeværelse i 2024.