پژوهش ناسا برای کشف راز آب در ماه

1

مأموریت Lunar Trailblazer ناسا که قرار است سال آینده پرتاب شود، به کشف رمز و راز آب در ماه می‌پردازد. با اینکه دانشمندان می‌دانند که آب در سطح ماه وجود دارد، جزئیات زیادی همچنان نامشخص است، از جمله محل دقیق، مقدار و شکل آن.

Lunar Trailblazer که یک ماهواره کوچک است و توسط آزمایشگاه پیشرانه جت ناسا (JPL) و تحت رهبری مؤسسه فناوری کالیفرنیا (Caltech) مدیریت می‌شود، از ابزارهای پیشرفته‌ای استفاده خواهد کرد تا نقشه آب ماه را با جزئیاتی بی‌سابقه تهیه کند.

بثانی اهرمان، محقق اصلی مأموریت Lunar Trailblazer در Caltech، می‌گوید: «انجام اندازه‌گیری‌های با وضوح بالا از نوع و میزان آب ماه، به ما در درک چرخه آب ماه کمک خواهد کرد.»

او افزود: «اما شناخت موجودی آب ماه نیز اهمیت دارد اگر بخواهیم حضور پایدار انسانی و رباتیک را روی ماه و فراتر از آن برقرار کنیم.»

گشودن پتانسیل منابع ماه

وجود آب در ماه می‌تواند برای اکتشافات آینده ارزشمند باشد. یخ ماه ممکن است منبعی برای تولید اکسیژن و سوخت موشک برای فضانوردان باشد و نیاز به انتقال این ملزومات از زمین را کاهش دهد.

با استفاده از یافته‌های Lunar Trailblazer، مأموریت‌های آینده می‌توانند یخ ماه را نمونه‌برداری کنند تا منشأ آن را ردیابی کنند. به‌عنوان مثال، وجود آمونیاک در نمونه‌ها ممکن است نشان‌دهنده منشأ دنباله‌داری باشد، در حالی که گوگرد ممکن است نشان دهد که آب از فعالیت‌های آتشفشانی زمانی که ماه از نظر زمین‌شناسی جوان بود، خارج شده است.

راشل کلیما، معاون محقق اصلی Lunar Trailblazer در آزمایشگاه فیزیک کاربردی جانز هاپکینز می‌گوید: «در آینده، دانشمندان می‌توانند یخ داخل دهانه‌های سایه‌دار دائمی را تجزیه و تحلیل کنند تا درباره منشأ آب ماه بیشتر بدانند.»

درک حرکت آب در ماه

یکی از جنبه‌های اساسی این مأموریت، تعیین این موضوع است که آیا آب ماه قابل جابه‌جایی است یا درون سنگ‌ها قفل شده است.

نور خورشید، «تله‌های سرما»ی یخی روی سطح ماه را گرم می‌کند و باعث می‌شود یخ به‌صورت مستقیم از جامد به گاز تبدیل شود که ممکن است امکان جابه‌جایی مولکول‌های آب به مکان‌های خنک‌تر را فراهم کند. با ردیابی این حرکت، Lunar Trailblazer به درک چرخه‌های آب در سایر اجرام بدون جو، مانند سیارک‌ها کمک خواهد کرد.

شناسایی آب ماه

دو ابزار مأموریت – نقشه‌بردار مواد فرّار و مواد معدنی ماه با وضوح بالا (HVM3) و نقشه‌بردار حرارتی ماه (LTM) – با همکاری هم مشخص خواهند کرد که آب کجا قرار دارد و چگونه رفتار می‌کند.

طیف‌سنج فروسرخ HVM3 که توسط JPL ساخته شده، آب ماه را با شناسایی امضای طیفی آن تشخیص می‌دهد و می‌تواند با تحلیل نور ضعیفی که از دیواره‌های دهانه‌ها بازتاب می‌شود، به دهانه‌های سایه‌دار دائمی نفوذ کند.

در همین حال، LTM که توسط دانشگاه آکسفورد با بودجه آژانس فضایی بریتانیا توسعه یافته، نقشه‌های حرارتی ایجاد می‌کند تا تغییرات دما در سطح ماه را ردیابی کند.

نیل بولز، دانشمند ابزار LTM در دانشگاه آکسفورد، توضیح می‌دهد: «ابزار LTM دمای سطح ماه را با دقت نقشه‌برداری می‌کند، در حالی که ابزار HVM3 به دنبال امضای طیفی مولکول‌های آب است.»

این ابزارها با هم دیدی روشن از توزیع آب ماه، تأثیر دما و جابه‌جایی احتمالی آن ارائه خواهند داد.

آماده‌سازی Lunar Trailblazer برای سفر

Lunar Trailblazer یک ماهواره کوچک ۲۰۰ کیلوگرمی است که با پنل‌های خورشیدی خود، ۳.۵ متر طول دارد. این ماهواره در فاصله ۱۰۰ کیلومتری از سطح ماه به مدار در می‌آید و داده‌ها را برای نقشه‌برداری از آب ماه جمع‌آوری می‌کند.

پس از تکمیل ساخت و آزمایش‌های محیطی در شرکت لاکهید مارتین اسپیس در لیتلتون، کلرادو، این ماهواره بررسی آمادگی عملیاتی خود را در Caltech پشت سر گذاشت.

در حال حاضر، تیم مأموریت در حال انجام آزمایشات نرم‌افزاری شبیه‌سازی شرایط پرتاب و عملیات است، از جمله مانورها و جمع‌آوری داده‌های علمی در مدار ماه.

علاوه بر این، تیم عملیات، به سرپرستی IPAC در Caltech، ارتباط با شبکه اعماق فضای ناسا را برای اطمینان از ناوبری روان و انتقال دستورات در طول مأموریت آزمایش می‌کند.

مدیریت و اهداف مأموریت

Lunar Trailblazer که توسط JPL مدیریت و عملیات علمی آن توسط Caltech رهبری می‌شود، بخشی از برنامه SIMPLEx (مأموریت‌های نوآورانه کوچک برای اکتشافات سیاره‌ای) ناسا است.

لاکهید مارتین اسپیس خود ماهواره را ارائه می‌دهد و از عملیات و یکپارچه‌سازی تحت قرارداد با Caltech پشتیبانی می‌کند. این مأموریت همچنین بخشی از برنامه Discovery ناسا است که توسط دفتر برنامه مأموریت‌های سیاره‌ای در مرکز فضایی مارشال ناسا هدایت می‌شود.

در نهایت، نقشه‌برداری با وضوح بالای آب ماه توسط Lunar Trailblazer، هم درک علمی و هم اهداف اکتشافی را پیش می‌برد.

این مأموریت با ارائه دیدگاه‌های جدید در مورد چرخه آب ماه، به استراتژی‌هایی برای حضور پایدار در ماه کمک خواهد کرد و به پرسش‌های بزرگتری درباره منشأ آب روی زمین و سایر اجرام آسمانی پاسخ خواهد داد.