美国宇航局的第一辆月球车将于2023年在

2023/4/25 来源:不详

一旦你离开地球,把水算作你最宝贵的资源:喝它,洗进去,用它来为你的航天器供电。这种卑微的分子对太空探索和系外行星殖民化至关重要,这就是为什么在国际努力在月球上建立永久人类存在(又名阿特米斯计划)之前,美国宇航局的科学家计划在那里降落世界上第一个自主月球车,以寻找价值黄金重量的二氢一氧化碳矿床。

我们知道月球表面有近三十年的水冰——由于月球探月者、LCROSS和SOFA任务的开创性努力,可能有数亿加仑的水冰埋在两极的石块中。

每个任务,无论哪种类型,无论是否巡回,都将站在其他任务之前所学到的东西的肩膀上,VIPER项目经理丹·安德鲁斯告诉恩加吉特。否则,你只是扔掉了非常好的学习。

然而,我们不一定对这些冷冻分子的实际分布方式或如何最好地从月球土壤中提取它们有很好的了解,而这正是即将进行的极地探测漫游者(VIPER)任务的来临之地。

这台高尔夫球车大小的机器将于年底交付到月球的南极,并花费预定的天任务,搜索四个冰稳定区的表面区域,在那里我们可能发现冰刚刚铺设,浅区域,冰覆盖50厘米的重石,深区域,冰埋高达厘米,和干燥地区,那里没有冰存在低于厘米。安德鲁斯指出,这些地区遍布北极和南极。有成千上万的人。

随着VIPER的飞来飞去,它将利用中子光谱仪系统(NSS)间接地勘察自身周围的土壤,以寻找深度达3英尺(0.9米)的水,寻找宇宙射线(主要是中子形式)在撞击氢分子时发生的能量损失。哪里有氢气,哪里就有水。

一旦NSS找到合适的浓度,VIPER将部署其一米长的TRIDENT(探索新地形的重晶和冰钻)来钻取土壤样本,由船上的近红外挥发光谱仪系统(NIRVSS发音为神经)进行检查,该系统可以识别氢的形式,无论是自由氢原子还是稍微复杂的羟基。甚至在火星车将一个轮子从轨道运载工具上设置之前,质谱仪观测月球作业(MSolo)就会对着陆时启动的气体进行取样,以寻找流星氢原子。

当LCROSS任务将探测器撞击月球表面时,它利用9种商用仪器的变化测量和分析由此产生的水冰弹射,这些变化可以追溯到从NASCAR汽车仪器到制造的所有设备。毒蛇任务也采取了类似的策略。虽然不是任务本身的直接一部分,但将降落在VIPER上的其他仪器单位也将在年和年交付给月球,作为美国宇航局商业月球有效载荷服务计划的一部分,用于各种实验。这将作为仪器的一种摇号巡航,让VIPER团队看到他们发送的齿轮将如何在现实世界条件下运行。安德鲁斯说:如果乐器效果优美,那么很棒。如果仪器有一个意想不到的特殊行为,我们可以计划。如果他们彻底失败了……我们至少有机会尝试诊断为什么它确实出了问题。

虽然它不会是第一个在月球上滚动的轮式飞行器,但它将是第一个自动飞行器,其任务远比运送宇航员重要得多。但月球是一个严酷无情的情妇,它提出了一套完全独特的挑战,而目前爬过火星的大型漫游者并没有面临这些挑战。首先,火星有一个(尽管很薄)大气层,月球没有,这意味着它变得非常,非常热,它变得非常,非常冷,安德鲁斯说。没有缓和的氛围,因此这成为漫游车非常强大的设计点。

更重要的是,在南极,VIPER将徘着太阳很少会超过10度的地平线,这导致令人难以置信的长阴影,他继续说。由于没有大气层,照明条件非常非常明亮,旁边可能非常黑暗和黑暗,这可能会对视觉导航系统造成严重破坏。

然后是重石——月球的锋利、带电、阴险侵入的土壤。这些物质由一长生的微陨石撞击而成,已经建在护堤和丘陵、月球表面的内衬陨石坑和山谷中。雷戈利斯可以堆得高高在上,足够深,足以埋葬像毒蛇。因此,为了确保漫游车保持移动性,安德鲁的团队教它游泳。

当漫游者发现自己陷入重石中时,它可以侧身转动这些车轮,充当勺子来拖动自己前进。更重要的是,悬架设置使漫游车能够独立抬起每个车轮,像一只脚。结合垂直运动与拖动动作不知何故导致沙克式闪闪发光。

我们知道我们要进出陨石坑——事实上,我们想,因为一些可以找到的水会在非常黑暗的永久阴影陨石坑中,而且因为那里没有机器人或人类,我们不知道它会是什么样子,安德鲁斯说。因此,我们需要提高漫游车的能力,以处理许多未知。

VIPER不会盲目驾驶,记住。美国宇航局已经在努力制定月球路线图,以帮助指导火星车的旅程。3D,米尺度的地图是使用美国宇航局的开源立体声管道软件工具及其宿星超级计算机,以组装卫星图像捕获的月球勘测轨道器使用一种技术称为光冷度计。有了它们,VIPER将不太可能落入陨石坑或头顶在车轮上试图爬上一个太陡峭的斜坡。

与火星上的表亲不同,VIPER不必像与火星通话所需的15-20分钟那样严重依赖自动化,因为它的信号滞后时间要短得多——6-10秒。这仍然太长的延迟,直接从地球控制VIPER,但它将允许任务控制绘制一系列增量15英尺长的导航航点。一旦我们选择了着陆点……这将是在10月,安德鲁斯说。我们将为漫游者选择最佳穿越计划,以尽可能多地获得科学。

在VIPER完成任务后,美国宇航局的研究人员应该对该地区的水矿床有更广泛和更详细的看法。但是,一旦VIPER的职责完成,它本身会发生什么?

虽然VIPER团队仍在就这一问题进行辩论,但安德鲁斯指出了两种可能的结果。我们可以把漫游车开进它能找到的最深、最黑暗的陨石坑,后果是该死的,看看到底到底有什么鬼魂!另一种选择是把它停在我们能找到的最高和照明最好的石堆上,并希望漫游车能够在该地区沉入6至9个月的完全黑暗之后复活。

安德鲁斯承认,NASA将不得不决定是否值得他们让团队在这么长时间内继续工作,所以当南极回到太阳中时,试图以某种方式让毒蛇复活……对美国宇航局来说值得吗,钱值得吗?这些是该机构必须进行的交易。

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