Wenn die Lunar Flashlight der NASA frühestens am 30. November startet, wird der winzige Satellit eine dreimonatige Reise antreten, bei der Missionsnavigatoren das Raumschiff weit am Mond vorbeiführen. Es wird dann langsam durch die Schwerkraft von der Erde und der Sonne zurückgezogen, bevor es sich in einer weiten Umlaufbahn zum Sammeln von Wissenschaft niederlässt, um in dunklen Regionen auf dem Mond, die seit Milliarden von Jahren kein Sonnenlicht gesehen haben, nach Oberflächenwassereis zu suchen.
Lunar Flashlight ist nicht größer als eine Aktentasche und wird ein Reflektometer verwenden, das mit vier Lasern ausgestattet ist, die Nahinfrarotlicht in Wellenlängen aussenden, die leicht von Oberflächenwassereis absorbiert werden. Dies ist das erste Mal, dass mehrere Farblaser verwendet werden, um Eis in diesen dunklen Kratern zu suchen. Sollten die Laser auf blankes Gestein oder Regolith (zerbrochenes Gestein und Staub) treffen, wird das Licht zum Raumschiff zurückreflektiert. Aber wenn das Ziel das Licht absorbiert, würde das auf das Vorhandensein von Wassereis hindeuten. Je größer die Absorption, desto mehr Eis kann vorhanden sein.
„Wir bringen buchstäblich eine Taschenlampe zum Mond – leuchten Laser in diese dunklen Krater, um nach eindeutigen Anzeichen von Wassereis zu suchen, das die obere Schicht des Mond-Regoliths bedeckt“, sagte Barbara Cohen, Lunar Flashlight-Hauptforscherin am Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt , Maryland. „Ich freue mich zu sehen, dass unsere Mission zu unserem wissenschaftlichen Verständnis darüber beiträgt, wo sich Wassereis auf dem Mond befindet und wie es dort hingekommen ist.“
Die Umlaufbahn des Raumfahrzeugs – eine sogenannte nahezu geradlinige Halo-Umlaufbahn – wird es an seinem am weitesten entfernten Punkt 43.000 Meilen (70.000 Kilometer) vom Mond entfernt führen; Bei seiner größten Annäherung wird der Satellit die Oberfläche des Mondes streifen und sich dem Südpol des Mondes bis auf 15 Kilometer nähern.
Kleine Satelliten oder SmallSats tragen eine begrenzte Menge an Treibstoff, sodass treibstoffintensive Umlaufbahnen nicht möglich sind. Eine nahezu geradlinige Halo-Umlaufbahn benötigt weitaus weniger Treibstoff als herkömmliche Umlaufbahnen, und Lunar Flashlight wird erst die zweite NASA-Mission sein, die diese Art von Flugbahn verwendet. Die erste ist die NASA-Mission Cislunar Autonomous Positioning System Technology Operations and Navigation Experiment (CAPSTONE), die am 13. November ihre Umlaufbahn erreichte und den Nordpol des Mondes am nächsten passierte.
Lunar Flashlight wird eine neue Art von „grünem“ Treibmittel verwenden, das sicherer zu transportieren und zu lagern ist als die üblicherweise im Weltraum verwendeten Treibmittel wie Hydrazin. Tatsächlich wird Lunar Flashlight das erste interplanetare Raumschiff sein, das diesen Treibstoff verwendet, und eines der Hauptziele der Mission ist es, diese Technologie für den zukünftigen Einsatz zu testen. Der Treibstoff wurde bei einer früheren NASA-Technologiedemonstrationsmission im Erdorbit erfolgreich getestet.
Die von Lunar Flashlight gesammelten wissenschaftlichen Daten werden mit Beobachtungen anderer Mondmissionen verglichen, um die Verteilung des Oberflächenwassereises auf dem Mond für eine mögliche Verwendung durch zukünftige Astronauten aufzudecken.