Amerikaanse astronauten zetten in 2024 hun eerste stappen in de buurt van de zuidpool van de maan:het land van extreem licht, extreme duisternis, en bevroren water dat NASA's Artemis-maanbasis van brandstof zou kunnen voorzien en de sprong van het bureau in de diepe ruimte.

Wetenschappers en ingenieurs helpen NASA bij het bepalen van de precieze locatie van het Artemis Base Camp-concept. Een van de vele dingen waar NASA rekening mee moet houden bij het kiezen van een specifieke locatie, zijn twee belangrijke kenmerken:de site moet koesteren in bijna continu zonlicht om de basis van stroom te voorzien en extreme temperatuurschommelingen te matigen, en het moet gemakkelijke toegang bieden tot gebieden van volledige duisternis die waterijs bevatten.

Hoewel de zuidpoolregio veel goed verlichte gebieden heeft, sommige delen zien meer of minder licht dan andere. Wetenschappers hebben ontdekt dat op sommige grotere hoogten, zoals op kraterranden, astronauten zouden langere lichtperiodes zien. Maar de bodems van sommige diepe kraters zijn gehuld in bijna constante duisternis, omdat het zonlicht op de zuidpool onder zo'n lage hoek valt, strijkt het alleen langs hun randen.

Deze unieke lichtomstandigheden hebben te maken met de helling van de maan en met de topografie van het zuidpoolgebied. In tegenstelling tot de kanteling van 23,5 graden van de aarde, de maan staat slechts 1,5 graad gekanteld om zijn as. Als resultaat, geen van de halve bollen van de maan kantelt het hele jaar merkbaar naar of weg van de zon zoals op aarde - een fenomeen dat ons hier zonnigere en donkerdere seizoenen geeft. Dit betekent ook dat de hoogte van de zon aan de hemel bij de maanpolen niet veel verandert gedurende de dag. Als een persoon overdag op een heuveltop in de buurt van de zuidpool van de maan zou staan, op elk moment van het jaar, ze zouden de zon aan de horizon zien bewegen, het oppervlak afromen als een zaklamp die op een tafel ligt.

"Het is zo'n dramatisch terrein daar beneden, " zei W. Brent Garry, een geoloog bij NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. Garry werkt met ingenieurs aan een virtual reality-tour langs de zuidpool van de maan om astronauten onder te dompelen, wetenschappers, en missieplanners in de exotische omgeving van die regio terwijl ze zich voorbereiden op een menselijke terugkeer naar de maan.

Hoewel een basiskampeerplaats veel licht nodig heeft, het is ook belangrijk dat astronauten korte trips kunnen maken naar permanent donkere kraters. Wetenschappers verwachten dat deze beschaduwde kraters de thuisbasis zijn van reservoirs met bevroren water die ontdekkingsreizigers zouden kunnen gebruiken voor levensonderhoud. "Een idee is om een ​​kamp op te zetten in een verlichte zone en deze kraters in te trekken, die uitzonderlijk koud zijn, " zei NASA Goddard planetaire wetenschapper Daniel P. Moriarty, die betrokken is bij NASA's analyse- en planningsteam op de zuidpool. Temperaturen in enkele van de koudste kraters kunnen dalen tot ongeveer -391 graden Fahrenheit (-235 graden Celsius).

De eerste plannen omvatten het landen van een ruimtevaartuig op een relatief vlak deel van een goed verlichte kraterrand of een bergkam. "Je wilt in een zo vlak mogelijk gebied landen, omdat u niet wilt dat het landingsvoertuig kantelt, ' zei Moriarty.

Het landingsgebied, ideaal, moet minstens een halve mijl verwijderd zijn van andere kenmerken van het basiskamp, ​​zoals de habitat of zonnepanelen, of 1 kilometer. Het zou ook op een andere hoogte moeten worden geplaatst om te voorkomen dat dalende ruimtevaartuigen met hoge snelheid puin op apparatuur of gebieden van wetenschappelijk belang spuiten. Sommige wetenschappers hebben geschat dat als een ruimtevaartuig zijn motoren voortstuwt voor een zachte landing, het zou mogelijk honderden ponden kunnen spuiten, of kilogram, van oppervlaktedeeltjes, water, en andere gassen over een paar mijl, of meerdere kilometers.

"Je wilt profiteren van de landvormen, zoals heuvels, die kunnen fungeren als barrières om de impact van besmetting te minimaliseren, " zegt Ruthan Lewis, een biomechanisch en industrieel ingenieur, architect, en een leider van NASA's analyse- en planningsteam op de zuidpool. "Dus, we kijken naar afstanden, verhogingen, en hellingen in onze planning."

Bij de maan, het is van cruciaal belang om het gebied rond de landingsplaats en het basiskamp zo ongerept mogelijk te houden voor wetenschappers. Bijvoorbeeld, een van de vele interessante kenmerken van het zuidpoolgebied is de ligging precies tussen de naar de aarde gerichte zijde van de maan, of de nabije kant, en de kant die we vanaf de aarde nooit zien, bekend als de verre kant.

Deze twee hemisferen zijn geologisch heel verschillend, met aan de andere kant meer kraters en de korst dikker dan aan de andere kant. Wetenschappers weten niet waarom de twee partijen op deze manier zijn ontstaan.

Het Artemis-basiskamp moet naar de aarde gericht zijn om het voor ingenieurs gemakkelijker te maken om radiogolven te gebruiken om te communiceren met astronauten die op de maan werken. Maar wetenschappers verwachten dat over miljarden jaren van meteorietinslagen op het oppervlak van de maan, rotsen, en stof van elk halfrond werd opgeworpen en verspreid over het andere, dus het is mogelijk dat astronauten monsters van de andere kant kunnen verzamelen vanuit hun basiskamp aan de andere kant.