Plasmaspektrometer für Mondmission geliefert

Das Southwest Research Institute hat im Rahmen der Lunar Vertex-Untersuchung der NASA, die nächstes Jahr beginnen soll, ein Plasmaspektrometer zur Integration in einen Mondlander geliefert. Der Zielort ist die Reiner-Gamma-Region auf der Mondvorderseite, ein mysteriöses Gebiet, von dem bekannt ist, dass es ein lokales Magnetfeld aufweist. Das vom SwRI entwickelte Magnetic Anomaly Plasma Spectrometer (MAPS) wird die Wechselwirkung des Sonnenwinds mit Oberflächenmaterialien auf dem Mond untersuchen und darauf abzielen, den Ursprung der gewundenen Muster heller und dunkler Erde, bekannt als Mondwirbel, zu verstehen, die mit Anomalien korrespondieren Regionen magnetischer Gesteine.

„MAPS ist die neueste Generation des Spektrometers, das ursprünglich auf der Rosetta-Mission der ESA zum Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko geflogen ist“, sagte Dr. Jörg-Micha Jahn vom SwRI, leitender Forscher von MAPS. „Wir werden untersuchen, wie der Zustrom des Sonnenwinds mit den lokalisierten Magnetfeldern interagiert und wie er sich auf Merkmale auf der Mondoberfläche auswirken könnte. Das Spektrometer wird uns dabei helfen, festzustellen, ob geladene Teilchen, die vom Sonnenwind geliefert werden, es überhaupt bis zur Oberfläche des Mondes schaffen.“ Mond innerhalb einer magnetischen Anomalie.

Im Gegensatz zur Erde verfügt der Mond über kein globales Magnetfeld, das ihn vor dem Überschall-Sonnenwind schützt. Wenn diese Ströme energiereicher Teilchen auf die Mondoberfläche treffen, biegen magnetische Flecken die Flugbahnen der Sonnenteilchen und wirken wie ein Regenschirm. Das Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL) leitet die Lunar Vertex-Untersuchung von Reiner Gamma, um die Bedingungen auf dem Mond und anderen luftleeren Welten im gesamten Sonnensystem zu verstehen.

„MAPS stellt die schnellste Abwicklung aller von SwRI gebauten weltraumwissenschaftlichen Instrumente dar. Es war eine bemerkenswerte Leistung unserer Mitarbeiter, ein komplexes Plasmainstrument in so kurzer Zeit zu entwerfen, zu bauen, zu testen und auszuliefern“, sagte Prachet Mokashi von SwRI, MAPS-Projektmanager.

MAPS wird sensible, hochauflösende Erkenntnisse sammeln, die Raumfahrzeuge, die den Mond umkreisen, nicht erreichen können. Es bietet eine mehr als viermal höhere Auflösung als Instrumente, die normalerweise die Erde oder den Mond umkreisen, wiegt jedoch nur fünf Kilogramm und verbraucht weniger als sechs Watt Leistung. So wie ein Spektrometer Licht in seine Wellenlängen zerlegt, trennt ein Teilchenspektrometer Teilchen nach ihrer Energie und Bewegungsrichtung. Dieses dreidimensionale „Bild“ der geladenen Teilchen wird zeigen, wie der Sonnenwind durch die Magnetfelder bei Reiner Gamma verändert wurde.

„Ich persönlich empfinde dieses Projekt als sehr bereichernd“, sagte Jahn. „Wenn man in einem so esoterischen Bereich wie der Weltraumplasmaphysik arbeitet, ist es schön, auf etwas so Vertrautes wie den Mond zeigen zu können und zu wissen, dass dort oben ein von Ihnen entwickeltes Instrument sein wird, das uns hilft, den nächsten Nachbarn der Erde zu verstehen. Wir suchen nach Hinweisen, um die magnetischen Geheimnisse des Mondes zu entschlüsseln und herauszufinden, was sie uns über seine Entstehung und Entwicklung erzählen.

MAPS wird Wissenschaftlern auch helfen, die Weltraumverwitterung zu verstehen, die kontinuierliche Oberflächenerosion von Objekten, die von Gesteinsplaneten bis hin zu Monden, Asteroiden und Kometen reichen. Der Weltraumverwitterungsprozess verdunkelt den Mondboden durch die kombinierte Anhäufung von Mikrometeoriteneinschlägen, energiereichem Strahlungsbeschuss und dem ständigen Partikelstrom des Sonnenwinds. Zum Vergleich: Das Rosetta-Instrument fand heraus, dass Elektronen in der Nähe seines Zielkometen ein schnelles Aufbrechen von Wasser- und Kohlendioxidmolekülen bewirken, die vom Kern des Kometen freigesetzt werden, und nicht, wie angenommen, Photonen von der Sonne.

„Die schönen Muster heller und dunkler Materialien in den magnetischen Regionen könnten die Auswirkungen des Magnetismus auf die Oberflächenverwitterung aufzeigen“, sagte Jahn. „Regionen in der Nähe, die nicht durch Magnetfelder geschützt sind, dienen als Kontrollen. Lunar Vertex könnte uns helfen, die Weltraumverwitterung und die relative Rolle der Sonnenwindexposition gegenüber den Auswirkungen des auf die Oberfläche treffenden kosmischen Staubs zu quantifizieren. Wissenschaftler könnten dies dann anwenden, um die Geschichte und Entwicklung von zu verstehen.“ luftlose Körper im gesamten Sonnensystem.