Met behulp van kunstmatige intelligentie heeft een internationaal onderzoeksteam onder leiding van ETH Zürich de permanent beschaduwde gebieden van de maan verkend. De informatie die ze hebben verkregen over de oppervlakte-eigenschappen van het gebied zal helpen bij het identificeren van geschikte locaties voor toekomstige maanmissies.

Het was 1972 toen de laatste mensen op de maan landden. Het Apollo-programma werd daarna stopgezet. Maar de belangstelling voor de maan is weer aangewakkerd. Nu China in 2020 een robot heeft geland - en zijn vlag heeft gehesen - aan de andere kant van de maan, is NASA van plan om zijn Artemis-programma te laten landen in het zuidpoolgebied van de maan, waarschijnlijk tussen 2025 en 2028. Astronauten zullen dan hun verkenning concentreren in dit gebied.

Het fascinerende potentieel van ijs

Wat het zuidpoolgebied zo fascinerend maakt, is dat omdat de zon door de axiale helling van de maan dicht bij de horizon zweeft, de verzonken vloeren van inslagkraters nooit zonlicht zien en in eeuwige schaduw liggen. Deze schaduwgebieden zijn bijgevolg ongelooflijk koud - zelfs kouder dan het oppervlak van Pluto, met temperaturen van rond de -170° tot -240° Celsius en het absolute nulpunt nadert. Bij hogere temperaturen zou ijs sublimeren en zeer snel in gas veranderen in het vacuüm van de ruimte. Maar in deze extreme kou kunnen waterdamp en andere vluchtige stoffen vast komen te zitten of bevroren worden in of zelfs op de maanbodem.

Dit potentieel voor ijs om aanwezig te zijn, maakt die beschaduwde kratervloeren intrigerende sites om te verkennen. Het ijs kan niet alleen aanwijzingen bevatten over hoe water is geïntegreerd in het aarde-maansysteem, het kan ook een belangrijke hulpbron blijken te zijn voor toekomstige astronauten voor consumptie, stralingsafscherming of als raketaandrijfgas.

Nog geen waterijs gedetecteerd

We tasten in het duister over het zuidelijke poolgebied van de maan. Maar nu is een internationaal team van onderzoekers erin geslaagd enig licht te werpen door een methode te ontwikkelen om deze regio beter te begrijpen. Hun werk is verschenen in het laatste nummer van Geophysical Research Letters . De hoofdauteur is Valentin Bickel, een postdoctoraal onderzoeker bij de Chair of Glaciology en voorheen bij de Chair of Engineering Geology aan de ETH Zürich.

Het team gebruikte beelden van de Lunar Reconnaissance Orbiter-camera, die al meer dan tien jaar het oppervlak van de maan documenteert. Deze camera legt fotonen vast die vanuit aangrenzende bergen en kraterwanden in de beschaduwde gebieden worden teruggekaatst. Nu is het team er met behulp van kunstmatige intelligentie in geslaagd om deze data zo efficiënt te gebruiken dat deze voorheen donkere gebieden zichtbaar worden. Na analyse van hun beelden heeft het team vastgesteld dat er geen waterijs zichtbaar is in deze schaduwgebieden van de maan, hoewel het bestaan ​​ervan door andere instrumenten is bewezen. Bickel zegt:"Er is geen bewijs van puur oppervlakte-ijs in de beschaduwde gebieden, wat impliceert dat ijs moet worden gemengd met maangrond of onder het oppervlak moet liggen."

Werkroutes plannen

De resultaten die in het nieuwe artikel worden gepubliceerd, maken deel uit van een uitgebreid onderzoek naar mogelijke landingsplaatsen van Artemis en verkenningsopties op het maanoppervlak, uitgevoerd door het LPI-JSC Center for Lunar and Science and Exploration. Tot nu toe heeft het team meer dan een half dozijn potentiële landingsplaatsen voor Artemis-missies onderzocht. De bevindingen van het onderzoek kunnen directe implicaties hebben voor toekomstige missies, waaronder Intuitive Machines Mission 2, die op commerciële basis door een start-up zullen worden uitgevoerd. Deze robotmissie in het voorjaar van 2023 heeft tot doel de eerste grondmonsters te verzamelen en te analyseren uit de schaduwgebieden van de zuidpool van de maan, voordat de astronauten de maan bereiken. "We hebben een aantal voorheen onbekende schaduwkraters en andere oppervlaktekenmerken ontdekt die van cruciaal belang kunnen zijn voor de locatie waar de hopperlander landt", zegt Bickel.

Deze nieuwe onderzoeksresultaten zullen een nauwkeurige planning van routes naar en door de permanent beschaduwde gebieden mogelijk maken, waardoor de risico's waaraan Artemis-astronauten en robotverkenners worden blootgesteld, aanzienlijk worden verminderd. Dankzij de nieuwe beelden kunnen astronauten zich richten op specifieke locaties om monsters te nemen en de verdeling van ijs te beoordelen. + Verder verkennen

NASA Artemis1 om ASU CubeSat de ruimte in te dragen