Američka svemirska agencija NASA poduzela je ključan korak u pripremi za povratak čovječanstva na Mjesec, odabravši tri napredna znanstvena instrumenta koji će igrati presudnu ulogu u istraživanju našeg prirodnog satelita. Dva od tih instrumenata bit će integrirana na revolucionarno lunarno terensko vozilo (LTV), dok je treći predviđen za buduću misiju u Mjesečevoj orbiti. Ovaj odabir predstavlja temelj za znanstvene ciljeve ambicioznog programa Artemis, čiji je cilj uspostaviti dugoročnu ljudsku prisutnost na Mjesecu i pripremiti se za buduće misije na Mars.

Lunarno terensko vozilo (LTV) u središtu je nove ere istraživanja. Za razliku od svojih prethodnika iz programa Apollo, ovo vozilo dizajnirano je za višestruke i dugotrajne misije. Bit će to prvo vozilo s ljudskom posadom na Mjesečevoj površini nakon više od pedeset godina, sposobno prevesti dva astronauta i značajnu količinu znanstvene opreme. Jedna od njegovih ključnih značajki je mogućnost daljinskog upravljanja, što će znanstvenicima na Zemlji omogućiti nastavak istraživanja i prikupljanja podataka čak i kada astronauti nisu prisutni. Ova dvostruka funkcionalnost drastično će proširiti doseg i učinkovitost istraživanja, omogućujući pokrivanje znatno većeg područja Mjesečeve površine nego ikad prije.

Nicky Fox, suradnica administratora u Upravi za znanstvene misije u sjedištu NASA-e u Washingtonu, istaknula je važnost ovog projekta. "Artemisovo lunarno terensko vozilo odvest će čovječanstvo dalje nego ikad prije preko lunarne granice na epskom putovanju znanstvenog istraživanja i otkrića", izjavila je. "Kombinirajući najbolje od ljudskog i robotskog istraživanja, znanstveni instrumenti odabrani za LTV donijet će otkrića koja će nas informirati o najbližem susjedu Zemlje, ali i doprinijeti zdravlju i sigurnosti naših astronauta i svemirskih letjelica na Mjesecu."

AIRES: Detaljno mapiranje Mjesečevih minerala i isparivih tvari

Prvi od dva instrumenta namijenjena za LTV je Infracrveni reflektirajući i emisijski spektrometar Artemis (AIRES - Artemis Infrared Reflectance and Emission Spectrometer). Njegova primarna zadaća bit će identifikacija, kvantifikacija i mapiranje Mjesečevih minerala i, što je još važnije, isparivih tvari. Isparive tvari su materijali koji lako isparavaju, poput vodenog leda, amonijaka ili ugljičnog dioksida. Pronalazak i razumijevanje distribucije ovih resursa, posebice vode, od presudne je važnosti za buduće dugoročne misije, jer bi se mogli koristiti za piće, proizvodnju kisika za disanje i kao sirovina za raketno gorivo.

AIRES će funkcionirati tako da snima spektralne podatke visoke rezolucije koji će biti preklopljeni preko slika snimljenih u vidljivom spektru. To će znanstvenicima omogućiti stvaranje detaljnih mineraloških i kemijskih karata Mjesečeve površine. Instrument će moći analizirati specifične geološke formacije, poput kratera ili stijena, ali i snimati široke panorame kako bi se dobila sveobuhvatna slika distribucije resursa diljem južne polarne regije Mjeseca. Upravo je južni pol strateški odabran kao primarno područje istraživanja zbog takozvanih "trajno zasjenjenih kratera" u kojima temperature nikada ne rastu iznad točke smrzavanja, što ih čini idealnim kandidatima za očuvanje vodenog leda milijardama godina. Tim koji stoji iza instrumenta AIRES vodi Phil Christensen sa Sveučilišta Arizona State u Tempeu.

L-MAPS: Pogled duboko ispod Mjesečeve površine

Drugi instrument koji će se nalaziti na LTV-u je Lunarni mikrovalni aktivno-pasivni spektrometar (L-MAPS - Lunar Microwave Active-Passive Spectrometer). Dok će AIRES analizirati površinu, L-MAPS će zaviriti ispod nje, pomažući znanstvenicima da definiraju strukturu Mjesečevog regolita (sloja prašine i stijena na površini) i traže moguće lokacije podzemnog leda. Ovaj instrument je zapravo paket koji se sastoji od dva dijela: spektrometra i radara za prodiranje u tlo (GPR - ground-penetrating radar).

Radar će slati signale duboko u Mjesečevo tlo i analizirati njihov odjek, stvarajući tako trodimenzionalnu mapu podzemnih struktura do dubine od impresivnih 40 metara. Istovremeno, spektrometar će mjeriti temperaturu i gustoću materijala ispod površine. Kombinacija ovih podataka pružit će neviđeni uvid u sastav i stratigrafiju Mjesečevog podzemlja. To će omogućiti ne samo lociranje potencijalnih naslaga leda koje su zaštićene od surovih uvjeta na površini, već i bolje razumijevanje geološke povijesti Mjeseca. Tim instrumenta L-MAPS predvodi Matthew Siegler sa Sveučilišta Hawaii u Manoi.

Sinergija instrumenata i orbitalna perspektiva

Podaci prikupljeni od strane AIRES-a i L-MAPS-a bit će komplementarni. Zajedno, oni će stvoriti sveobuhvatnu sliku komponenti Mjesečeve površine i podzemlja, što je ključno za podršku ljudskom istraživanju i planiranje budućih operacija. Osim toga, ova će otkrića pružiti važne tragove o povijesti stjenovitih svjetova u našem Sunčevom sustavu, uključujući i Zemlju. Karakterizacija Mjesečevih resursa otkrit će od čega je Mjesec sačinjen, gdje se nalaze potencijalne zalihe leda i kako se Mjesec mijenja tijekom vremena pod utjecajem sunčevog vjetra i udara mikrometeorita.

Uz instrumente koji će biti integrirani na LTV, NASA je odabrala i treći instrument za buduću orbitalnu misiju. Riječ je o Ultra-kompaktnom slikovnom spektrometru za Mjesec (UCIS-Moon - Ultra-Compact Imaging Spectrometer for the Moon). Njegova će uloga biti pružanje regionalnog i globalnog konteksta za detaljna otkrića koja će LTV ostvariti na tlu. Iz orbite, UCIS-Moon će mapirati geologiju i isparive tvari na širokom području, te će, što je posebno važno, mjeriti kako ljudske aktivnosti utječu na te osjetljive resurse. Ovo je ključan element za osiguranje održivosti budućih lunarnih baza.

Spektrometar UCIS-Moon pomoći će u identifikaciji znanstveno najvrjednijih područja za buduće misije s ljudskom posadom, usmjeravajući astronaute na lokacije gdje mogu prikupiti najreprezentativnije uzorke. Njegove slike širokog pogleda pružit će cjelokupni kontekst za te uzorke, omogućujući znanstvenicima da razumiju kako se pojedinačna lokacija uklapa u širu geološku sliku. Ovaj će instrument osigurati podatke najviše prostorne rezolucije do sada o površinskoj vodi na Mjesecu, mineralnom sastavu i termofizičkim svojstvima. Tim instrumenta UCIS-Moon vodi Abigail Fraeman iz NASA-inog Laboratorija za mlazni pogon (JPL) u Južnoj Kaliforniji.

Put prema novim otkrićima

Joel Kearns, zamjenik suradnika administratora za istraživanje u Upravi za znanstvene misije, naglasio je sinergiju odabranih instrumenata. "Zajedno, ova tri znanstvena instrumenta ostvarit će značajan napredak u odgovaranju na ključna pitanja o tome koji su minerali i isparive tvari prisutni na i ispod površine Mjeseca", rekao je. "S ovim instrumentima na LTV-u i u orbiti, moći ćemo karakterizirati površinu ne samo tamo gdje astronauti istražuju, već i diljem južne polarne regije Mjeseca, nudeći uzbudljive prilike za znanstvena otkrića i istraživanja u godinama koje dolaze."

Paralelno s odabirom instrumenata, NASA je surađivala s tri tvrtke koje se natječu za izradu lunarnog terenskog vozila: Intuitive Machines, Lunar Outpost i Venturi Astrolab. Sve tri tvrtke uspješno su završile preliminarne preglede dizajna. Ovi pregledi potvrđuju da početni dizajn svakog komercijalnog lunarnog rovera zadovoljava sve NASA-ine sistemske zahtjeve, da su odabrane ispravne opcije dizajna, identificirana sučelja i opisane metode verifikacije. NASA će sada procijeniti prijedloge za narudžbu zadataka koje će zaprimiti od svakog dobavljača LTV-a i donijeti odluku o odabiru za demonstracijsku misiju do kraja 2025. godine. Kroz program Artemis, NASA će se pozabaviti znanstvenim pitanjima visokog prioriteta, fokusirajući se na ona koja se najbolje mogu riješiti ljudskim istraživačima na licu mjesta, koristeći pritom napredne robotske sustave na površini i u orbiti.

Originalni članak objavljen je na NASA Jet Propulsion Laboratory portalu. Izvor: NASA Selects Instruments for Artemis Lunar Terrain Vehicle