NASAs Artemis Base Camp på månen har brug for lys, vand, højde

Amerikanske astronauter vil i 2024 tage deres første skridt nær månens sydpol:det ekstreme lyss land, ekstremt mørke, og frosset vand, der kunne give næring til NASAs Artemis månebase og agenturets spring ud i det dybe rum.

Forskere og ingeniører hjælper NASA med at bestemme den præcise placering af Artemis Base Camp-konceptet. Blandt de mange ting, NASA skal tage i betragtning ved valg af en specifik placering, er to nøglefunktioner:Stedet skal sole sig i næsten kontinuerligt sollys for at drive basen og moderate ekstreme temperaturudsving, og det skal give let adgang til områder med fuldstændig mørke, der holder vandis.

Mens sydpolområdet har mange veloplyste områder, nogle dele ser mere eller mindre lys end andre. Forskere har fundet ud af, at i nogle højere højder, såsom på kraterkanter, astronauter ville se længere perioder med lys. Men bunden af ​​nogle dybe kratere er indhyllet i næsten konstant mørke, da sollys på sydpolen rammer så lavt en vinkel, børster det kun deres fælge.

Disse unikke lysforhold har at gøre med månens hældning og med sydpolområdets topografi. I modsætning til Jordens 23,5-graders hældning, månen hælder kun 1,5 grader på sin akse. Som resultat, ingen af ​​månens halvkugler tipper mærkbart mod eller væk fra solen hele året, som den gør på Jorden – et fænomen, der giver os solrigere og mørkere årstider her. Det betyder også, at solens højde på himlen ved månepolerne ikke ændrer sig meget i løbet af dagen. Hvis en person stod på en bakketop nær månens sydpol i dagtimerne, når som helst på året, de ville se solen bevæge sig hen over horisonten, skimmer overfladen som en lommelygte, der ligger på et bord.

"Det er så dramatisk et terræn dernede, " sagde W. Brent Garry, en geolog ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. Garry arbejder sammen med ingeniører på en virtual reality-tur på månens sydpol for at hjælpe med at fordybe astronauter, videnskabsmænd, og missionsplanlæggere i det eksotiske miljø i denne region, mens de forbereder sig på en menneskelig tilbagevenden til månen.

Mens en base camp plads vil kræve masser af lys, det er også vigtigt for astronauter at kunne tage korte ture ind i permanent mørke kratere. Forskere forventer, at disse skyggede kratere er hjemsted for reservoirer af frossent vand, som opdagelsesrejsende kan bruge til livsstøtte. "En idé er at slå lejr i en oplyst zone og krydse ind i disse kratere, som er usædvanligt kolde, " sagde NASA Goddard planetarisk videnskabsmand Daniel P. Moriarty, der er involveret i NASAs sydpols analyse- og planlægningsteam. Temperaturerne i nogle af de koldeste kratere kan falde til omkring -391 grader Fahrenheit (-235 grader Celsius).

De første planer omfatter landing af et rumfartøj på en forholdsvis flad del af en veloplyst kraterkant eller en højderyg. "Du vil lande i det fladest mulige område, da du ikke ønsker, at det landende køretøj skal vælte, " sagde Moriarty.

Landingsområdet, ideelt set, bør adskilles fra andre basecamp-funktioner - såsom habitatet eller solpaneler - med mindst en halv mil, eller 1 kilometer. Det bør også være placeret i en anden højde for at forhindre faldende rumfartøjer i at sprøjte højhastighedsrester mod udstyr eller områder af videnskabelig interesse. Nogle videnskabsmænd har anslået, at når et rumfartøj skubber sine motorer til en blød landing, det kan potentielt sprøjte hundredvis af pund, eller kilogram, af overfladepartikler, vand, og andre gasser på tværs af et par miles, eller flere kilometer.

"Du vil drage fordel af landformerne, såsom bakker, der kan fungere som barrierer for at minimere virkningen af ​​forurening, " siger Ruthan Lewis, en biomekanisk og industriel ingeniør, arkitekt, og en leder på NASAs sydpols analyse- og planlægningsteam. "Så, vi kigger på afstande, højder, og skråninger i vores planlægning."

Ved månen, det er afgørende at holde området omkring landingsstedet og baselejren så uberørt som muligt for videnskabsmænd. For eksempel, blandt de mange interessante træk ved sydpolområdet er dens placering lige mellem den jordvendte side af månen, eller den nærmeste side, og den side, vi aldrig ser fra Jorden, kendt som den fjerne side.

Disse to halvkugler er geologisk meget forskellige, med den anden side mere krateret og dens skorpe tykkere end på den nære side. Forskere ved ikke, hvorfor de to sider blev dannet på denne måde.

Artemis Base Camp skal være på den jordvendte side for at gøre det lettere for ingeniører at bruge radiobølger til at kommunikere med astronauter, der arbejder på månen. Men videnskabsmænd forventer, at over milliarder af år med meteoritnedslag på månens overflade, sten, og støv fra hver halvkugle blev sparket op og strøet om den anden, så det er muligt, at astronauter kunne indsamle prøver af den fjerne side fra deres base camp på den nærmeste side.