Een team van NASA-wetenschappers wil een completer beeld schetsen van waar water op de maan bestaat en of het over het maanoppervlak migreert, inclusief in de permanent beschaduwde gebieden die misschien een miljard jaar of langer geen zonlicht hebben gezien.

De eerste hint van potentieel water bij beide maanpolen kwam in 1994, met de Clementine-missie die gezamenlijk werd gevlogen door NASA en het ministerie van Defensie. Vanaf dat moment, volgende missies, zoals Chandrayann-1, de Lunar Reconnaissance Orbiter, en de Lunar CRater Observation and Sensing Satellite, hebben drie smaken vluchtige stoffen of chemicaliën gedetecteerd die snel verdampen:een globale laag hydroxide en water van slechts één molecuul dik, ondergronds polair waterijs, en polaire oppervlaktewatervorst.

Eerdere missies veranderde perspectieven

"De detectie op afstand van vluchtige maanstoffen, specifiek water en hydroxide, heeft ons perspectief van een droge maan drastisch veranderd in een nattere maan, zowel binnen als aan de oppervlakte, " zei wetenschapper Noah Petro. "Echter, deze missies waren niet in staat om een ​​volledig beeld te schetsen van de distributie en mogelijke mobiliteit van vluchtige stoffen."

Met financiering van NASA's Planetary Science Deep Space SmallSat Studies, of PSDS3, programma, Petro en zijn team, die ook Paul Lucey, onderzoeker van de Universiteit van Hawaï en instrumentexperts van Goddard omvat, zal een CubeSat-missieconcept bestuderen, genaamd de Mini Lunar Volatiles Mission, of MiLUV.

De zes-eenheid MiLUV zou water op het maanoppervlak detecteren met behulp van een laserspectrometer die zijn erfgoed traceert naar vergelijkbare door Goddard ontwikkelde lidar-achtige instrumenten die zijn gebouwd om de topografieën van Mars en de maan in kaart te brengen.

"Het begrijpen van vluchtige stoffen in het zonnestelsel is een belangrijke planetaire wetenschappelijke doelstelling voor NASA, " zei Petro. "Wij zijn van mening dat het meest geschikte instrument om te bepalen waar deze vluchtige stoffen bestaan ​​en hun mogelijke beweging een laserspectrometer is die oppervlaktereflectie meet bij verschillende golflengten. Het voordeel van deze aanpak is dat door het gebruik van een actief instrument, we kunnen meten in gebieden die niet verlicht zijn."

Bestaande laserspectrometer opnieuw verpakken

Met de financiering, het team bestudeert de herverpakking van een bestaand instrumentconcept, de Lunar Ice Lidar-spectrometer, of LILIS, om te bepalen of het op een kleine satelliet zou passen en een technisch onderzoek uit te voeren om aan te tonen dat het bureau met succes MiLUV kon vliegen, voegde Petro toe.

Het instrument is een aanpassing van succesvolle planetaire lidarsystemen die worden gevlogen op de Lunar Orbit Laser Altimeter en de Mercury Laser Altimeter. Deze instrumenten kaatsten laserlicht van de oppervlakken van de maan en Mercurius, respectievelijk, en gebruikten het terugkerende signaal om hun topografieën in kaart te brengen. "We willen de mogelijkheden van het instrument uitbreiden tot buiten de topografie, ' zei Petro.

In tegenstelling tot het vorige instrument dat een enkele golflengte gebruikte, LILIS zou een multiband-spectrometer bevatten. De laser zou het licht van het maanoppervlak weerkaatsen en de spectrometer zou het gereflecteerde of terugkerende signaal analyseren om de aanwezigheid van water en andere vluchtige stoffen te bepalen.

Zoals alle chemicaliën, water absorbeert licht op specifieke infrarode golflengten. Door de detectoren van het instrument zorgvuldig af te stemmen op die golflengten, in dit geval 1,6 en 3,0 micron - wetenschappers zouden het waterniveau in het verticale pad van de laser kunnen detecteren en vervolgens analyseren. Hoe meer water langs het pad van het licht, hoe dieper de absorptielijnen.

Rond-de-klok metingen

Omdat het instrument zijn eigen lichtbron draagt ​​- de laser - kon de missie letterlijk dag en nacht werken, ongeacht de zonlichtomstandigheden. Dit betekent dat MiLUV ook de permanent beschaduwde gebieden van de maan kan bestuderen, het verzamelen van een complete dataset die zou laten zien hoe vluchtige oppervlakten variëren als een functie van de maantijd, als al, voegde Petro toe.

"Dit is een gerichte wetenschappelijke missie, ideaal voor een CubeSat-missie, Petro zei. "Het richt zich rechtstreeks op het wetenschappelijke doel om te begrijpen hoe de chemische en fysische processen in ons zonnestelsel werken, interactie, en evolueren. We hebben goede hoop dat onze studie zal aantonen dat dit een haalbare missie is."

kleine satellieten, inclusief CubeSats, een waardevolle rol spelen bij de verkenning van het bureau, wetenschap, technologie en onderwijsonderzoek. Deze miniatuursatellieten bieden een goedkoop platform voor NASA-wetenschappelijke missies, inclusief planetaire verkenning, Aardobservatie, en fundamentele aard- en ruimtewetenschap. Ze vormen een hoeksteen in de ontwikkeling van geavanceerde NASA-technologieën zoals lasercommunicatie, satelliet-naar-satellietcommunicatie en autonoom verkeer.