Pink Floyd terzijde, er is niet echt een donkere kant van de maan - alleen een kant die je niet kunt zien vanaf de aarde. Dat is, tenzij je een onderzoeker bent zoals die aan de Universiteit van Arizona en partnerinstellingen, die op weg zijn om de meteorietinslag aan de andere kant van de maan te onderzoeken.

De Lunar Meteoroid Impacts Observer, of LUMIO, project wordt geleid door Francesco Topputo, een assistent-professor in ruimtevaartsystemen aan de Polytechnische Universiteit van Milaan in Italië.

Roberto Furfaro, universitair hoofddocent bij de vakgroep Systems and Industrial Engineering en de vakgroep Aerospace and Mechanical Engineering, en Vishnu Reddy, assistent-professor aan het Lunar and Planetary Laboratory, vormen het UA-team van de LUMIO-missiestudie.

Het project heeft tot doel een geavanceerde camera te gebruiken om meteorieten die op de maan inslaan te volgen. Gecombineerd met bestaande monitoring op aarde, deze waarnemingen zouden een completer beeld kunnen geven van wat er gebeurt als meteorieten het maanoppervlak raken, en van de ruimtelijke spreiding van deze effecten. Begrijpen waar meteorieten die de maan raken vandaan komen en wanneer ze inslaan, helpt ons de puinomgeving in de ruimte nabij de aarde te begrijpen.

"LUMIO zal ons in staat stellen enkele belangrijke vragen te beantwoorden over de populatie van kleine objecten rond het aarde-maansysteem, " zei Reddy. Reddy kwam met de wetenschappelijke rechtvaardiging voor de missie.

Ook betrokken zijn de Technische Universiteit Delft in Nederland, Ecole polytechnique federale de Lausanne in Zwitserland, Italiaans ruimtevaart- en defensiebedrijf Leonardo, Science &Technology Corp. in Noorwegen, en het European Space Research and Technology Centre van de European Space Agency in Nederland.

Oproep aan alle CubeSats

SysNova, een initiatief van het Europees Ruimteagentschap dat technologische uitdagingen gebruikt om de beste voorstellen van Europese bedrijven aan te trekken, universiteiten en onderzoekscentra, vroeg voor het eerst om voorstellen voor zijn Lunar CubeSats for Exploration-competitie eind 2016, en ongeveer 60 teams beantwoordden de oproep. In het voorjaar van 2017, vier teams werden geselecteerd als finalisten, en ontving subsidies van ongeveer $ 100, 000 en zes maanden voor initiële studies. LUMIO werd in december 2017 als winnaar gekozen.

CubeSats zijn miniatuursatellieten die bestaan ​​uit kubieke eenheden van 10 bij 10 bij 10 centimeter die U's worden genoemd. Oorspronkelijk gebruikt in universitaire instellingen, zodat studenten hun eigen missies konden ontwerpen en uitvoeren, De lage kosten van CubeSats, een laag gewicht en steeds krachtigere verwerkingscapaciteiten hebben de afgelopen jaren meer aandacht gekregen van nationale ruimteagentschappen. Roger Walker, een projectmanager voor educatieve satellietprojecten bij de European Space Agency, vergeleek de standaard satellieten van tegenwoordig met pc's en CubeSats met smartphones.

"Nutsvoorzieningen, agentschappen onderzoeken de haalbaarheid om deze kubussen niet alleen rond de aarde te sturen, maar om andere gebieden te verkennen, ' zei Furfaro.

Kevin Jacquinot, die in 2017 zijn master in aerospace systems aan de UA behaalde, ontwierp een CubeSat voor een zelfstandige opleiding bij Furfaro. Na het slagen, hij deed wat systeemtechniek voor LUMIO.

"Vanwege LUMIO, Ik werd in contact gebracht met de European Space Agency, en ik wacht eigenlijk op een antwoord van hen over het werken aan een ander maanverkenningsproject, "zei hij. "Ik zou graag weer aan een project als dit willen werken."

Situationeel bewustzijn van de maan

Als directeur van het Space Situational Awareness Arizona-initiatief, Furfaro werkt samen met andere faculteiten van de UA om het gedrag van objecten in de ruimte te begrijpen en te karakteriseren.

Een van de doelen van de LUMIO-missie is het vergroten van het bewustzijn van de maansituatie, of wat de maan zou kunnen beïnvloeden. Dit kan met name belangrijk zijn voor de VS, in het licht van een richtlijn die president Donald Trump in december ondertekende en NASA formeel instrueerde om meer astronauten naar de maan te sturen.

"Als we terug naar de maan gaan, zoals de president aankondigde, we moeten ook een beter begrip hebben van de maanomgeving, ' zei Furfaro.

Als winnaars van de uitdaging, het LUMIO-team zal in de komende maanden een gelijktijdige engineeringstudie met ESA uitvoeren.

"Vervolgens, als alles goed gaat, er is een goede kans dat we ermee gaan vliegen, ' zei Furfaro.

Missie naar de maan

LUMIO zou ongeveer 12U (2Ux2Ux3U) zijn en ongeveer 50 pond wegen (ongeveer een honderdste van het gewicht van NASA's New Frontier-ruimtevaartuig). In fase één van zijn missie, het zou met een ander voertuig naar de maan worden vervoerd, dan begint zijn maan, of selenocentrisch, baan.

In fase twee, de overdrachtsfase, LUMIO zou voorbij de maan reizen naar L2, een zwaartekrachtparkeerplaats die astrodynamicisten een "Lagrange-punt" noemen (genoemd naar een wiskundige uit de 8e eeuw), waardoor LUMIO zijn relatieve positie ten opzichte van de maan kan behouden terwijl deze om de aarde draait.

In fase drie, de operatieve fase, LUMIO zou in een omwenteling van ongeveer 29 dagen in een baan om L2 beginnen - dezelfde lengte als de maancyclus zelf.

In de twee weken rond de nieuwe maan aan de andere kant - een volle maan vanuit het perspectief van de aarde, de maan zal donker genoeg zijn voor LUMIO om meteorische inslagen waar te nemen en vast te leggen. De maan zal de andere twee weken te helder zijn om waar te nemen, dus wetenschappers zullen de tijd gebruiken om het navigatiesysteem van LUMIO opnieuw te kalibreren en het op het juiste traject te houden.

LUMIO zou ongeveer een jaar in een baan om L2 draaien, gevolgd door verwijdering, wat kan betekenen dat LUMIO op het maanoppervlak crasht. Een ander ruimtevaartuig met de juiste instrumenten zou waardevolle informatie over de ondergrond van de maan kunnen krijgen door het puin en materiaal te observeren dat door LUMIO bij een botsing wordt opgestookt.