Under de kommande åren kommer NASA att skicka tillbaka astronauter till månen för första gången sedan sist Apollo uppdrag ägde rum 1972. Redan i maj meddelade NASA att planen – som officiellt är känd som Projekt Artemis – påskyndades och skulle äga rum under de kommande fem åren. I enlighet med den nya tidslinjen kommer Artemis att innebära att den första kvinnan och nästa man skickas till Månens södra polarområde senast 2024.
För detta ändamål arbetar NASA på en månrover som ska söka efter och kartlägga vattenavlagringar i månens södra polarområde. Det är känt som Flyktiga undersöker Polar Exploration Rover (VIPER) och den är planerad att levereras till månens yta senast 2022. Detta uppdrag kommer att samla in data som kommer att hjälpa till att informera framtida uppdrag till Sydpolen-Aitken Basin och det eventuella byggandet av en bas där.
Väl där kommer rovern att resa flera kilometer och förlita sig på en rad vetenskapliga instrument – som inkluderar en 1 m (3,3 fot) borr – för att prova olika markmiljöer. Under loppet av 100 dagar kommer data som VIPER samlar in att användas för att skapa de första globala vattenresurskartorna över månen. Detta kommer att vara mycket användbart när en permanent mänsklig bosättning etablerats där.
Konceptuell illustration av permanent skuggade, grunda isiga kratrar nära månens sydpol. Kredit: UCLA/NASA
Daniel Andrews, projektledare för VIPER-uppdraget och ingenjörschef vid NASA:s Ames Research Center, sa i en nyligen genomförd NASA pressmeddelande :
'Nyckeln till att leva på månen är vatten - samma som här på jorden. Sedan bekräftelsen av månens vattenis för tio år sedan är frågan nu om månen verkligen skulle kunna innehålla den mängd resurser vi behöver för att leva utanför världen. Denna rover kommer att hjälpa oss att svara på de många frågor vi har om var vattnet finns och hur mycket vi har att använda.”
I många år har forskare vetat att det finns rikliga mängder vattenis i månens polarområden. Denna is skulle vara oumbärlig för skapandet av en hållbar mänsklig närvaro på månen eftersom den skulle kunna användas för allt från bevattning och dricksvatten till tillverkning av syrgas och vätgas.
Förekomsten av denna is bekräftades 2009 när NASA kraschade Månkraterobservation och avkänningssatellit (LCROSS) nära Sydpolen och mätte det resulterande dammet som sparkades upp. Data från detta och andra uppdrag har samlat data som tyder på att det potentiellt finns miljontals ton vattenis där.
Närvaron av denna is beror på månens axiella lutning, vilket säkerställer att polarområdena permanent skuggas. Eftersom is ackumulerades med tiden från komet- och meteornedslag (liksom interaktioner mellan solvinden och månens jord), förhindrade frånvaron av direkt solljus isen från att sublimeras till syre och vätgas och försvinna till rymden.
En VIPER mobilitetstestbädd, en ingenjörsmodell skapad för att utvärdera roverns mobilitetssystem. Kredit: NASA/Johnson Space Center
För att få tillgång till detta vatten krävs att forskare lär sig mer om platsen och arten av avlagringarna, för att inte tala om att komma på strategier för att utvinna det från månens jord. Som Anthony Colaprete, VIPERs projektforskare, sa:
'Det är otroligt spännande att ha en rover som åker till den nya och unika miljön på Sydpolen för att upptäcka exakt var vi kan skörda det vattnet. VIPER kommer att berätta för oss vilka platser som har de högsta koncentrationerna och hur djupt under ytan vi ska gå för att få tillgång till vatten.'
För att göra detta kommer VIPER att undersöka hur olika ljus- och temperaturförhållanden leder till att olika markmiljöer skapas. Genom att samla in data om mängden vatten och andra element i varje, kommer NASA att kunna kartlägga var vatten sannolikt finns på andra platser över månens yta. Upptäcka och analysera kommer att falla till fyra vetenskapliga instrument.
Först är det Neutron Spectrometer System (NSS), som kommer att användas för att identifiera avlagringar av vatten under ytan som kräver ytterligare undersökning. VIPER kommer sedan att distribuera Regolith and Ice Drill for Exploring New Terrain (TRIDENT), som utvecklas med hjälp av Honeybee Robotics , för att få borrprover från upp till en meter under ytan.
Konstnärs illustration av Project Artemis månlandare. Kredit: NASA
Dessa borrprover kommer sedan att analyseras av Mass Spectrometer Observing Lunar Operations (MSolo) – utvecklad av NASAs Kennedy Space Center – och Near InfraRed Volatiles Spectrometer System (NIRVSS) utvecklat av Ames. Dessa två instrument kommer att bestämma sammansättningen och koncentrationen av vatten och andra potentiellt tillgängliga resurser som borren tar upp.
VIPER rover är en del av Lunar Discovery and Exploration Program – som förvaltas av NASA:s Science Mission Directorate – och är resultatet av ett betydande samarbete mellan myndigheter. NASA Ames Research Center ansvarar för hanteringen av roverns drift, såväl som utvecklingen av dess mjukvara, system och uppdragsvetenskap.
Under tiden designas hårdvaran för rovern av Johnson Space Center medan de vetenskapliga instrumenten tillhandahålls av Ames och Kennedy Space Center. Förutom Honeybee Robotics tillhandahålls lanserings- och landningstjänsterna som ska transportera rovern till månen av kommersiella partners som United Launch Alliance och Astrobotic .
Detta görs genom NASA Kommersiella Lunar Payload Services (CLPS), som söker partners för att skicka nyttolaster till månen före astronauter senast 2024.
Vidare läsning: NASA