Mond-Taschenlampe, um Eis auf dem Mond zu suchen

Vertikaler Lichtstrahl über eine graue felsige Oberfläche mit Erde und Sternen im Hintergrund über dem Mondhorizont.

Künstlerisches Konzept der Lunar Flashlight auf der Suche nach Eisablagerungen in tiefen, schattigen Kratern in der Nähe des Südpols des Mondes. Bild über die NASA/JPL-Caltech.


Die NASA macht Fortschritte mit ihrenArtemis-Programm, deren Ziel es ist zu landendie erste frau und der nächste mannam Südpol des Mondes bis 2024. Siehe April 2020Prüfbericht. Wenn die Menschen diesmal zum Mond zurückkehren, werden sie wahrscheinlich länger bleiben als ihreApolloGegenstücke in den späten 1960er und 70er Jahren; der Rekordaufenthalt während der Apollo-Missionen betrug etwa 75 Stunden.

Um zukünftige längere Aufenthalte auf dem Mond zu erreichen, könnten Mondastronauten einige natürliche Ressourcen des Mondes selbst nutzen, insbesondere Wassereis, das angeblich verwendet wurdebestätigt im Jahr 2018,in tief beschatteten Kratern an den Mondpolen. Dieses Eis kann zum Trinken geschmolzen und gereinigt werden; es kann für Raketentreibstoff verwendet werden. EintretenMond-Taschenlampe– ein aktentaschengroßer Satellit, auch bekannt als aCubeSat– mit einem voraussichtlichen Startdatum von 2021 und einer spezifischen Mission zum Nachweis von natürlich vorkommendem Oberflächeneis in schattigen Kratern auf dem Mond.


Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASAbeschriebendie innovative Lunar Flashlight Technologie am 27. April 2020. Ein neuespeer-reviewedPapier darüber warveröffentlichtin der Ausgabe April 2020 vonIEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine.

Was ist die Mondtaschenlampe und was wird sie tun?

Zwei graue Kreise mit Kratern und vereinzelten blauen Flecken in der Mitte.

Größer anzeigen. | Wissenschaftler beobachteten 2018 direkt eindeutige Hinweise auf Wassereis auf der Mondoberfläche. Das Bild zeigt die Verteilung des Oberflächeneises am Südpol (links) und Nordpol (rechts) des Mondes, die vom Moon Mineralogy Mapper der NASA erfasst wurde. Blau stellt die Eisstandorte dar, aufgetragen über einem Bild der Mondoberfläche, wobei die Grauskala der Oberflächentemperatur entspricht (dunkler für kältere Gebiete und hellere Schattierungen für wärmere Zonen). Das Eis konzentriert sich an den dunkelsten und kältesten Orten, im Schatten von Kratern. Bild überNASA.

Im Grunde wirkt Lunar Flashlight wie ein Scheinwerfer. Lunar Flashlight scannt die Oberfläche mit einem Nahinfrarot-Laserstrahl, der auf die Mondoberfläche scheint, um Wissenschaftlern zu helfen, nach Eisablagerungen in der Nähe des Mondsüdpols zu suchen.Barbara Cohen, Hauptermittler der Mission im Goddard Space Flight Center der NASA, sagte in der JPLStellungnahme:




Obwohl wir eine ziemlich gute Vorstellung davon haben, dass sich in den kältesten und dunkelsten Kratern auf dem Mond Eis befindet, waren frühere Messungen ein wenig mehrdeutig.

Wissenschaftlich ist das in Ordnung, aber wenn wir vorhaben, Astronauten dorthin zu schicken, um das Eis auszugraben und es zu trinken, müssen wir sicher sein, dass es existiert.

Diagramm der Umlaufbahnen und Flugbahnen von Lunar Flashlight mit farbigen Linien, Ovalen und Kästen auf weißem Hintergrund.

Missionsprofil und Zeitleiste für Lunar Flashlight. Bild über Cohen et al./IEEE.

Viele kleine, beschriftete Bilder, die größere rechteckige Objekte mit Sonnenkollektoren umgeben.

Kommerzielle und kundenspezifische Komponenten von Lunar Flashlight. Bild über Cohen et al./IEEE.


Aus dem Papier:

Lunar Flashlight ist ein sehr kleiner Satellit [ungefähr 5 x 10 x 14 Zoll oder 12 x 24 x 36 cm], der vom Jet Propulsion Laboratory entwickelt und verwaltet wird, der nach Wassereisbelichtungen sucht und ihre Standorte im Südpol des Mondes kartiert Region. Die Lunar Flashlight-Mission wird Technologien für die NASA demonstrieren, wie zgrüner Antriebund aktivLaserspektroskopieund gleichzeitig die Fähigkeit unter Beweis stellen, eine planetarische Untersuchung im CubeSat-Formfaktor durchzuführen. Lunar Flashlight wurde 2014 von den NASA Advanced Exploration Systems (AES) Programm … Lunar Flashlight wird eine von 13 sekundären Nutzlasten sein, die am gestartet werdenArtemis-1, derzeit für 2020 geplant.

Wassereisablagerungen wurden von Raumfahrzeugen im Orbit gefunden, aber Lunar Flashlight würde es ermöglichen, die genauen Standorte der Ablagerungen zu bestimmen, die dann abgebaut und von Astronauten genutzt werden könnten, die sich für längere Zeit auf dem Mond aufhalten. Es wird auch die erste Mondmission sein, die Laser verwendet, um das Eis zu finden.John Baker, Lunar Flashlight Projektmanager bei JPL, sagte:

Eine Technologiedemonstrationsmission wie Lunar Flashlight, die kostengünstiger ist und eine bestimmte Wissenslücke schließt, kann uns helfen, uns besser auf eine erweiterte NASA-Präsenz auf dem Mond vorzubereiten und Schlüsseltechnologien zu testen, die in zukünftigen Missionen verwendet werden können.


Da der Mond praktisch luftlos ist, wird er im Sonnenlicht sehr heiß, in der Dunkelheit jedoch extrem kalt, insbesondere in tiefen Kratern, die an den Polen permanent im Schatten liegen. An diesen kalten Orten können sich Wassereismoleküle ansammeln und auf der Oberfläche stabil bleiben. Wie Cohen erklärte:

Die Sonne bewegt sich um den Kraterhorizont herum, scheint aber nie in den Krater hinein. Da diese Krater so kalt sind, erhalten diese Moleküle nie genug Energie, um zu entkommen, so dass sie gefangen werden und sich über Milliarden von Jahren ansammeln.

Raumschiff mit großen Sonnenkollektoren über tiefem Krater auf grauer Oberfläche.

Künstlerisches Konzept der Lunar Flashlight von oben gesehen. Bild über die NASA/JPL-Caltech.

Solche Ablagerungen auf dem Mond sind von großem Interesse und notwendig für zukünftige Astronauten, die für lange Missionen auf dem Mond bleiben oder sogar dauerhaft in Basen bleiben wollen. Es wäre teuer, kontinuierlich Wasser von der Erde zum Mond zu transportieren, daher ist es sinnvoll, die verfügbaren Ressourcen der bereits vorhandenen Eisvorkommen zu nutzen.

Lunar Flashlight wird seine Laser in einige dieser Krater strahlen, in denen das Eis entweder bekannt ist oder vermutet wird. Es wird dies mindestens zwei Monate lang tun und in der Lage sein, mit großer Genauigkeit zu kartieren, wo sich diese Ablagerungen befinden.

Wie erkennt Lunar Flashlight Eis?

Der Vier-Laser der RaumsondeReflektometer, die einbeziehtSpektrophotometrie, wird benutzenNah-InfrarotWellenlängen in den Laserstrahlen. Diese Wellenlängen werden von Wassereis absorbiert, aber blankes Gestein reflektiert sie einfach zurück zum Raumfahrzeug. Wenn es in einem Krater viel Absorption gibt, wäre dies ein Beweis für weit verbreitete Eisablagerungen. Diese Ergebnisse können dann mit denen anderer Orbiter verglichen werden, die zuvor Eis auf dem Mond gefunden haben. Cohen sagte:

Wir werden auch in der Lage sein, die Lunar Flashlight-Daten mit den großartigen Daten zu vergleichen, die wir bereits von anderen Mondumlaufmissionen haben, um zu sehen, ob es Korrelationen in den Signaturen von Wassereis gibt, wodurch wir einen globalen Überblick über die Oberflächeneisverteilung erhalten.

Lunar Flashlight wird auch die erste planetarische CubeSat-Mission sein, die „grünen“ Antrieb verwendet, einen Treibstoff, der weniger giftig und sicherer ist alsHydrazin, die üblicherweise von den meisten Raumfahrzeugen verwendet wird.

Rothaarige Frau im blauen Hemd vor Flagge.

Barbara Cohen vom Goddard Space Flight Center, leitende Ermittlerin für Lunar Flashlight. Bild über die NASA/Direktion für Wissenschaft und Forschung.

Während Eis auf dem Mond eher ungewöhnlich klingen mag, ist es für Wissenschaftler nicht wirklich überraschend. Asteroiden und natürlich Kometen können auch Wassereis enthalten. SogarQuecksilber, die der Sonne viel näher ist als der Mond,hat Eis in der Nähe seiner Pole, gefunden von derBOTERaumschiff im Jahr 2012.

Es gibt auch zwei weitere Missionen beim Start von Artemis-1, die Lunar Flashlight ergänzen werden;MondeiswürfelundLunaH-Kartewird zusätzliche Messungen durchführen und nach Eis und anderen Wasserstoffvorkommen am Mondsüdpol und auf der nahen Seite des Mondes suchen. Die Ergebnisse aller drei Missionen werden synergetisch sein und gleichzeitig die Natur und Verteilung von Wassereis auf dem Mond vor der Erforschung durch den Menschen untersuchen.

Missionen wie Lunar Flashlight werden den NASA-Astronauten nicht nur dabei helfen, den Mond weiter zu erforschen, sondern auch die Voraussetzungen für eine langfristige und dann dauerhafte Besiedlung unseres nächsten Nachbarn im Weltraum zu schaffen.

Fazit: Die NASA hat eine neue CubeSat-Raumsonde, die Lunar Flashlight, entwickelt, um mit Laserstrahlen nach Eis auf dem Mond zu suchen.

Quelle: Lunar Flashlight: Beleuchtung des Mondsüdpols

Via JPL