Un team di scienziati della NASA vuole tracciare un quadro più completo di dove si trova l'acqua sulla Luna e se migra attraverso la superficie lunare, comprese le regioni permanentemente in ombra che non vedono la luce del sole da forse un miliardo di anni o più.
Il primo indizio di potenziale acqua su entrambi i poli lunari arrivò nel 1994, con la missione Clementine condotta congiuntamente dalla NASA e dal Dipartimento della Difesa. Da allora, missioni successive, come Chandrayann-1, il Lunar Reconnaissance Orbiter, e il satellite di osservazione e rilevamento del cratere lunare, hanno rilevato tre tipi di sostanze volatili o sostanze chimiche che evaporano rapidamente:uno strato globale di idrossido e acqua dello spessore di una sola molecola, ghiaccio d'acqua polare sotto la superficie, e il gelo delle acque superficiali polari.
Missioni passate Prospettive alterate
"Il rilevamento a distanza di volatili lunari, in particolare acqua e idrossido, ha cambiato radicalmente la nostra prospettiva di una Luna secca in una più umida, sia all'interno che in superficie, " ha detto lo scienziato Noah Petro. "Tuttavia, queste missioni non sono state in grado di tracciare un quadro completo della distribuzione e della possibile mobilità dei volatili."
Con i finanziamenti dei Planetary Science Deep Space SmallSat Studies della NASA, o PSDS3, programma, Petro e la sua squadra, che comprende anche il ricercatore dell'Università delle Hawaii Paul Lucey ed esperti di strumenti Goddard, studierà un concetto di missione CubeSat chiamato Mini Lunar Volatiles Mission, o MiLUV.
Il MiLUV a sei unità rileverebbe l'acqua sulla superficie lunare utilizzando uno spettrometro laser che traccia la sua eredità a simili strumenti di tipo lidar sviluppati da Goddard e costruiti per mappare le topografie di Marte e della Luna.
"Comprendere i volatili nel sistema solare è un importante obiettivo della scienza planetaria per la NASA, " ha detto Petro. "Crediamo che lo strumento più adatto per rispondere dove esistono questi volatili e il loro possibile movimento è uno spettrometro laser che misura la riflettanza superficiale a diverse lunghezze d'onda. Il vantaggio di questo approccio è che utilizzando uno strumento attivo, possiamo misurare in aree non illuminate."
Riconfezionamento dello spettrometro laser esistente
Con il finanziamento, il team sta studiando il repackaging di un concetto di strumento esistente, lo spettrometro Lunar Ice Lidar, o LILIS, per determinare se potrebbe adattarsi a un piccolo satellite ed eseguire uno studio ingegneristico per dimostrare che l'agenzia potrebbe pilotare con successo MiLUV, aggiunse Pietro.
Lo strumento è un adattamento dei sistemi lidar planetari di successo volati sull'altimetro laser dell'orbita lunare e sull'altimetro laser a mercurio. Questi strumenti facevano rimbalzare la luce laser sulle superfici della Luna e di Mercurio, rispettivamente, e usarono il segnale di ritorno per mappare le loro topografie. "Vogliamo espandere le capacità dello strumento oltre la topografia, " disse Petro.
A differenza dello strumento precedente che utilizzava una singola lunghezza d'onda, LILIS includerebbe uno spettrometro multibanda. Il laser rimbalzerebbe la luce sulla superficie lunare e lo spettrometro analizzerebbe il segnale riflesso o di ritorno per determinare la presenza di acqua e altri volatili.
Come tutte le sostanze chimiche, l'acqua assorbe la luce a specifiche lunghezze d'onda infrarosse. Sintonizzando attentamente i rilevatori dello strumento su quelle lunghezze d'onda, in questo caso, 1,6 e 3,0 micron:gli scienziati sarebbero in grado di rilevare e quindi analizzare il livello dell'acqua nel percorso verticale del laser. Più acqua lungo il percorso della luce, più profonde sono le linee di assorbimento.
Misurazioni 24 ore su 24
Poiché lo strumento trasporta una propria sorgente di luce, il laser, la missione potrebbe letteralmente funzionare giorno e notte, indipendentemente dalle condizioni di luce solare. Ciò significa che MiLUV potrebbe anche studiare le regioni permanentemente in ombra della Luna, raccogliendo un set di dati completo che mostri come variano i volatili superficiali in funzione del tempo lunare, se non del tutto, aggiunse Pietro.
"Questa è una missione scientifica mirata, ideale per una missione CubeSat, " ha detto Petro. "Si rivolge direttamente all'obiettivo scientifico di comprendere come operano i processi chimici e fisici nel nostro sistema solare, interagire, ed evolvere. Siamo fiduciosi che il nostro studio dimostrerà che questa è una missione fattibile".
Piccoli satelliti, inclusi CubeSat, svolgere un ruolo prezioso nell'esplorazione dell'agenzia, scienza, tecnologia e indagini educative. Questi satelliti in miniatura forniscono una piattaforma a basso costo per le missioni scientifiche della NASA, compresa l'esplorazione planetaria, osservazione della Terra, e la scienza fondamentale della Terra e dello spazio. Sono una pietra miliare nello sviluppo di tecnologie NASA all'avanguardia come le comunicazioni laser, comunicazioni da satellite a satellite e movimento autonomo.
