Een nieuwe sensor om vluchtige maanstoffen te identificeren wordt geassembleerd in een cleanroom van The Open University, VK voor een aantal spannende missies naar de maan.

De hierboven afgebeelde Ion Trap Mass Spectrometer (ITMS) maakt deel uit van een instrument dat vluchtige maanstoffen zal detecteren uit zowel de extreem dunne atmosfeer van de maan als uit de maanbodem.

De naam is de exosferische massaspectrometer (EMS), een het belangrijkste element van NASA's Astrobotic-missie die in 2021 naar het Valles Mortis-gebied van de maan zal vliegen.

De sensor maakt ook deel uit van ESA's Prospect-missie om maanwaterijs te bestuderen aan boord van de Russische Luna-27-lander, gepland voor lancering in 2025. Het platform zal potentiële bronnen op de maan bemonsteren om technologieën voor te bereiden op toekomstige duurzame verkenning.

Ontwikkeld door wetenschappers van The Open University in het kader van een ESA-contract, ITMS is gebaseerd op een 'ion trap', een ingenieus apparaat waarmee onderzoekers monsteratomen en -moleculen kunnen identificeren en kwantificeren via een techniek die bekend staat als massaspectrometrie.

Maanmoleculen die de sensor binnenkomen, worden gebombardeerd door elektronen die worden uitgezonden door een verwarmde draad om ionen te creëren. De resulterende ionen worden opgeslagen in een elektrisch veld dat wordt gevormd door een reeks nauwkeurig gevormde elektroden. De ionen komen dan uit deze 'val' in volgorde van toenemende massa/ladingsverhouding in de detector die hun chemische samenstelling identificeert en kwantificeert.

Om deze gevoelige metingen uit te voeren, de sensor moet in extreem schone omstandigheden worden gemonteerd en bewaard.

Wetenschappers van de Open Universiteit zijn enthousiast over de wetenschap die ze hopen te krijgen van die maanmissies.

"Voor het eerst kunnen we meten hoe, en in welke vormen water wordt verdeeld over, boven en onder het oppervlak. We kunnen theorieën testen over hoe de maan aan zijn water kwam. En we kunnen de beschikbaarheid van waterijs en andere bronnen beoordelen om toekomstige menselijke aanwezigheid op de maan te ondersteunen, " legt Simeon Barber uit, EMS-wetenschapsleider aan de Open Universiteit.

"We verwachten in de toekomst meer vluchtmogelijkheden voor maanverkenningsmissies, en dit project is in veel opzichten een padvinder voor snelle ontwikkelingen van het laadvermogen, " zegt Roland Trautner, die de ontwikkelingen aan de ESA-kant beheert.