Лунный фонарик для поиска воды на Луне

Когда измученные жаждой жители постоянного поселения на Луне сделают глоток пресной воды, доставленной с лунного южного полюса, они смогут насладиться преимуществами 30-фунтового космического корабля, известного как «Лунный фонарик», который был собран и испытан в Университете Джорджии. Технологический институт (Технологический институт Джорджии). Lunar Flashlight будет использовать мощные лазеры и бортовой спектрометр для поиска затененных участков кратеров на южном полюсе в поисках признаков льда на поверхности. Более ранние миссии НАСА показали, что на Луне может быть замерзшая вода в этих областях, и, вращаясь близко к поверхности, космический корабль сможет определить места, которые могут быть достойны исследования в будущих миссиях.

Лунный фонарик был разработан командой из Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL), Центра космических полетов имени Годдарда НАСА (GSFC), Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA), Технологического института Джорджии и Центра космических полетов имени Маршалла НАСА (MSFC).

Исследователи из Школы аэрокосмической инженерии Технологического института Джорджии работали с MSFC над разработкой двигательной установки космического корабля — новой технологии, в которой используется улучшенное экологически чистое топливо — и сотрудничали с Научно-исследовательским институтом Технологического института Джорджии (GTRI) для сборки и испытания лунного фонарика в космосе. набор уникальных объектов в Атланте.

Помимо изучения лунного льда, Lunar Flashlight продемонстрирует, что небольшой космический корабль может иметь большие возможности. Это будет первый CubeSat, который будет использовать зеленую монотопливную двигательную установку для вывода на орбиту Луны, а также менять позиции для наведения своих инструментов, радиопередачи данных на Землю и сбора солнечного света для обеспечения своих операций. CubeSat размером с настольный компьютер также станет первым аппаратом, использующим активную лазерную спектроскопию для исследования поверхности Луны.

До сих пор CubeSats, названные в честь использования кубических модулей стандартного размера, в основном выполняли задачи на околоземной орбите и не нуждались в мощных двигательных установках. Лунный фонарик поможет продемонстрировать способность небольших и относительно недорогих космических аппаратов выполнять важные космические миссии, которые ранее были зарезервированы для более крупных аппаратов.

Лунный фонарик оснащен четырьмя мощными лазерами ближнего инфракрасного диапазона, которые работают на разных длинах волн в ближнем инфракрасном спектре. Лазеры будут нацелены на затененные участки кратеров и будут работать последовательно, чтобы освещать места, где мог отложиться лед и защититься от таяния. Вода в форме льда будет поглощать лазерный свет, а сухой лунный грунт, известный как реголит, будет отражать лучи обратно в спектрометр космического корабля.

«Изучая возвращенный свет, система сообщит нам, присутствует ли водяной лед в этих постоянно затененных областях», — сказал Джуд Риди, главный инженер-исследователь в GTRI и главный исследователь проекта «Лунный фонарик» в Технологическом институте Джорджии. Научная группа Lunar Flashlight будет интерпретировать измерения CubeSat вместе с наборами данных, собранными другими космическими аппаратами, чтобы лучше понять изобилие и распределение отложений лунного льда.

Лазеры будут питаться от большой литий-ионной батареи, которая будет заряжаться от четырех солнечных батарей космического корабля. Лазеры, спектрометр и аккумулятор занимают около трети всего объема Лунного фонарика.

Данные о поиске льда будут передаваться в сеть дальнего космоса НАСА с помощью радиопередатчика, аналогичного тем, которые используются в других миссиях НАСА. Радио также будет принимать команды, отправленные космическому кораблю от диспетчеров на Земле; из-за времени, необходимого для передачи сигналов на Луну, команды будут храниться и выполняться в определенное время. Данные поступят в центр управления полетами Технологического института Джорджии, расположенный в Школе аэрокосмической инженерии, и будут отправлены в Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе для анализа и архивирования в системе планетарных данных НАСА. Контроллеры космических аппаратов в Технологическом институте Джорджии будут отслеживать сигналы, чтобы убедиться, что Лунный фонарик работает должным образом.

Цель Lunar Flashlight — заполнить один из стратегических пробелов в знаниях НАСА:понять состав, количество, распределение и форму воды и ионов воды, таких как гидроксил (OH), в лунных холодных точках, известных как «холодные ловушки». Предыдущие лунные орбитальные аппараты НАСА и другие миссии обнаруживали потенциальные залежи водяного льда в высоких широтах на Луне. Lunar Flashlight нанесет на карту несколько таких месторождений с пространственным разрешением от одного до двух километров, предоставив значительно больше деталей, чем предыдущие миссии. Помимо подтверждения существования замерзшей воды, Lunar Flashlight предоставит информацию, которая может помочь определить, где будущие миссии могут приземлиться для отбора проб воды и оценки ее потенциального использования людьми.

Использование собственных водных ресурсов Луны для поддержания жизни людей и производства топлива может сократить расходы на содержание постоянных лунных сообществ за счет сокращения количества материалов, которые необходимо запускать с Земли. В дополнение к воде НАСА надеется использовать лунные материалы для производства кислорода и топлива для запуска обратных полетов.