NASAs bevorstehende Artemis-II-Mission Es ist geplant, Astronauten frühestens im April 2026 zum Mond zurückzubringen. Das letzte Mal waren Astronauten im Jahr 1972 auf dem Mond Apollo 17-Mission.
Artemis II wird NASAs nutzen Weltraum-StartsystemDabei handelt es sich um eine äußerst leistungsstarke Rakete, die die Erforschung des Weltraums durch Menschen über die Erdatmosphäre hinaus ermöglichen wird. Die vierköpfige Besatzung wird in einem reisen Orion-Raumschiffdie die Agentur um den Mond startete und während der erfolgreich zurückkehrte Artemis I-Mission.
Doch vor Artemis II wird die NASA zwei Missionen entsenden, um die Oberfläche des Mondsüdpols nach Ressourcen zu erkunden, die die bemannte Raumfahrt unterstützen und neue wissenschaftliche Entdeckungen ermöglichen könnten.
Planetengeologen wie ich sind an Daten von Lunar Trailblazer interessiert, einer dieser beiden Erkundungsmissionen. Die Daten dieser Mission werden hilf uns zu verstehen wie sich Wasser auf Gesteinsplaneten und Monden bildet und verhält.
Beginnend mit der wissenschaftlichen Erforschung
PRIME-1oder das Polar Resources Ice Mining Experiment, wird auf einem Mondlander montiert. Der Start ist für Januar 2025 geplant.
An Bord des Landers befinden sich zwei Instrumente: Der Regolith- und Eisbohrer zur Erkundung neuen GeländesDreizack und die Massenspektrometer zur Beobachtung von MondoperationenMSOLO. TRIDENT wird bis zu 1 Meter tief graben und Mondbodenproben entnehmen, und MSOLO wird die chemische Zusammensetzung und den Wassergehalt des Bodens bewerten.
An dem Mondbergbau-Experiment beteiligt sich Lunar Trailblazer, ein Satellit, der auf dem Mond startet Falcon-9-Rakete.
Stellen Sie sich dieses Setup als einen Multimillionen-Dollar-Satelliten vor Uber-Pooloder eine Mitfahrgelegenheit, bei der sich mehrere Missionen eine Rakete teilen und den Treibstoffverbrauch minimieren, während sie der Anziehungskraft der Erde entgehen.
Bethany Ehlmann, eine Planetenforscherinist der leitende Ermittler von Lunar Trailblazer und leitet ein Betriebsteam von Wissenschaftler und Studenten vom Caltech-Campus. Trailblazer ist eine NASA Kleine, innovative Mission zur Planetenerkundung, oder SIMPLEx.
Ziel dieser Missionen ist es, praktische Einsatzerfahrung zu geringeren Kosten zu vermitteln. Jede SIMPLEx-Mission ist auf ein Budget von 55 Millionen US-Dollar begrenzt – Trailblazer liegt mit 80 Millionen US-Dollar leicht über dem Budget. Selbst wenn das Budget überschritten wird, wird diese Mission etwa ein Viertel einer typischen Robotermission kosten Das Discovery-Programm der NASA. Missionen des Discovery-Programms kosten in der Regel rund 300 Millionen US-Dollar, das maximale Budget liegt bei 500 Millionen US-Dollar.
Kleine, aber feine Satelliten bauen
Jahrzehntelange Forschung und Entwicklung im Bereich Kleinsatelliten bzw SmallSatseröffnete Trailblazer die Möglichkeit. SmallSats führen hochspezifische Messungen durch und ergänzen Daten, die von anderen Instrumenten stammen.
Mehrere SmallSats, die in einer Konstellation zusammenarbeiten, können verschiedene Messungen gleichzeitig durchführen und so eine hochauflösende Ansicht der Erd- oder Mondoberfläche erhalten.
SIMPLEx-Missionen können diese SmallSats nutzen. Da sie klein und erschwinglicher sind, ermöglichen sie Forschern die Untersuchung von Fragen, die mit einem einhergehen höheres technisches Risiko. Lunar Trailblazer verwendet zum Beispiel handelsübliche handelsübliche Teile um die Kosten niedrig zu halten.
Diese kostengünstigen, risikoreichen experimentellen Missionen können Geologen dabei helfen, den Ursprung des Sonnensystems besser zu verstehen und herauszufinden, woraus es besteht und wie es sich im Laufe der Zeit verändert hat. Lunar Trailblazer wird sich speziell auf die Kartierung des Mondes konzentrieren.
Eine kurze Zeitleiste der Wasserentdeckungen auf dem Mond
Wissenschaftler sind seit langem von der Oberfläche unseres nächsten himmlischen Nachbarn, dem Mond, fasziniert. Bereits Mitte des 17. Jahrhunderts charakterisierten Astronomen antike Vulkanausbrüche fälschlicherweise als Mondstuteabgeleitet vom lateinischen Wort für „Meere“.
Fast zwei Jahrhunderte später Astronom Berechnungen von William Pickering vermutete, dass der Mond keine Atmosphäre hatte. Daraus kam er zu dem Schluss, dass der Mond kein Wasser auf seiner Oberfläche haben könne, da dieses Wasser verdampfen würde.
In den 1990er Jahren jedoch wurde die NASA Clementine-Mission Wasser auf dem Mond entdeckt. Clementine war die erste Mission, die die Mondoberfläche einschließlich der Mondpole vollständig kartierte. Diese Daten zeigten das Vorhandensein von Eis im Inneren dauerhaft beschattete Regionen auf dem Mond in niedriger Auflösung.
Die erste Entdeckung von Wasser durch Wissenschaftler löste weitere Untersuchungen aus. Die NASA hat das ins Leben gerufen Mondprospektor im Jahr 1998 und die Mondaufklärungsorbiter im Jahr 2009. Die India Space Research Organization startete ihre Chandrayaan-1-Mission mit dem Kartograph der MondmineralogieM3, Instrument im Jahr 2008. Obwohl M3 nicht für die Erkennung von flüssigem Wasser ausgelegt war, fand es es unerwarteterweise in sonnenbeschienenen Bereichen auf dem Mond.
Diese Missionen lieferten gemeinsam Karten, die zeigten, wie wasserhaltige Mineralien– Mineralien, die in ihrer chemischen Zusammensetzung Wassermoleküle enthalten – und Eiswasser sind auf der Mondoberfläche verteilt, insbesondere in den kalten, dunklen, dauerhaft schattigen Regionen.
Neuartige Mission, neuartige Wissenschaft
Aber wie verändern sich die Temperatur und der physikalische Zustand des Wassers auf dem Mond durch Schwankungen des Sonnenlichts und der Kraterschatten?
Gastgeber ist Lunar Trailblazer zwei InstrumenteDie Lunar Thermal MapperLTM und eine Weiterentwicklung des M3-Instruments, das Hochauflösender Mond-Mapper für flüchtige Stoffe und MineralienHVM3.
Das LTM-Instrument wird die Oberflächentemperatur kartieren, während das HVM3 messen wird, wie Mondgestein Licht absorbiert. Diese Messungen ermöglichen die Erkennung und Unterscheidung von Wasser in flüssiger Form und Eisform.
Zusammen werden diese Instrumente thermische und chemische Messungen von wasserhaltigem Mondgestein liefern. Sie werden währenddessen den Wasserstand messen verschiedene Zeiten des Mondtageswas etwa 29,5 Erdentagen entspricht, um zu zeigen, wie die chemische Zusammensetzung von Wasser je nach Tageszeit und Standort auf dem Mond variiert.
Diese Ergebnisse wird den Forschern sagen, in welcher Phase – fest oder flüssig – sich das Wasser befindet.
Wissenschaftliche Bedeutung und was als nächstes kommt
Es gibt drei führende Theorien zur Herkunft des Mondwassers. Es könnte sich um Wasser handeln, das seit seiner Entstehung im Mond gespeichert ist. in seiner Mantelschicht. Einige geologische Prozesse könnten dazu geführt haben, dass es im Laufe der Zeit langsam an die Oberfläche gelangte.
Oder das Wasser könnte es haben auf Asteroiden und Kometen angekommen das mit der Mondoberfläche kollidierte. Vielleicht war es sogar so durch Interaktionen entstehen mit dem Sonnenwind, einem Teilchenstrom, der von der Sonne kommt.
Lunar Trailblazer könnte Licht in diese Theorien bringen und Forschern dabei helfen, Fortschritte bei mehreren anderen großen wissenschaftlichen Fragen zu erzielen, darunter, wie sich Wasser auf Gesteinskörpern wie dem Mond verhält und ob zukünftige Astronauten es nutzen können.
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