NASA misyonu, ay yüzeyindeki buz ve suyu incelemeyi hedefliyor

2023 sonbaharında, bir ABD gezgini ayın güney kutbuna inecek. Görevi: bilim adamlarının ay gölgelerinde gizlendiğini bildikleri ve bir gün ayı keşfedebilecek veya onu daha uzak uzay araştırmaları için fırlatma rampası olarak kullanabilecek insanları sürdürmeye yardımcı olabileceğine inandıkları su buzu keşfetmek.

NASA kısa süre önce, Krieger Okulu’nun Dünya ve Gezegen Bilimleri Bölümü’nde doçent olan ve Mars’taki görevlerde de çalışmış olan Kevin Lewis’i görevin ortak araştırmacısı olarak seçti. Gezicinin navigasyon sisteminin bir kısmını kullanarak, Ay’ın yeraltı jeolojisini Olin Hall’daki ofisinden keşfetmeyi planlıyor.

Lewis, “Başka gezici görevlerde bulundum, ancak Mars’ta, bu yüzden aya biraz yeniyim” dedi. “Bırakın insanlar tarafından görülmek bir yana, güneşi hiç görmemiş olan gölgelerin içini de göreceğiz. Bu nedenle, ayın yüzeyinin diğer fotoğraflarında gördüğümüzden çok farklı bir yüzey türü olabilir.”

Bir çölden daha kuru

Ayın çoğu tamamen susuzdur. Bunun nedeni, uydunun, proto-Dünya ile Mars boyutundaki bir nesne arasındaki dev bir çarpışmada oluşma şeklidir. Sıcaklıklar yalnızca kayayı eritmek için değil, aynı zamanda onu buharlaştıracak kadar yüksekti ve bir kaya buharı bulutunun Dünya’nın yörüngesine oturmasına neden oldu. Buhar sonunda birleşerek ayı oluşturdu.

Bu sıcaklıklar aynı zamanda herhangi bir suyu uzaklaştıracak kadar yüksekti, Dünya’da olduğu gibi kayaların içine sıkışmış kayda değer izler bile bırakmadı. Ancak zamanla, su buzu içeren meteorlar ve kuyruklu yıldızlar ayı bombaladı ve ay yüzeyinin etrafında zıplayan buz molekülleri gönderdi.

Güneşin ayın kutuplarındaki açısı diktir ve uzun gölgeler oluşturur. Bu, bazı kutup kraterlerinin hiç güneş ışığı almadığı anlamına gelir. Su molekülleri, sıcaklıkları güneş sistemindeki en soğuklar arasında ve mutlak sıfırın sadece on derece üzerinde olan bu ışıksız alanlardan birine girdiğinde, termal enerjilerini boşaltır ve yüzeye yapışmış halde kalırlar.

Lewis, “Yani, zamanla, kalıcı olarak gölgelenen bu bölgelerde, temelde tüm ayda yararlı miktarlarda tek su kaynağı olabilecek buz birikintileri oluşturabilirsiniz.” Dedi.

Ayda gezinmek

Volatiles Investigating Polar Exploration Rover veya VIPER, ayın güney kutbunun uç noktaları ve bilinmeyenleri için tasarlanmış golf arabası büyüklüğünde bir robottur. Birkaç ay günü veya yaklaşık 100 Dünya günü boyunca birkaç kilometre yol kat edecek olan gezici, suyun hangi formda olduğunu, ne kadarının orada olduğunu, daha çok yüzeydeki don mu yoksa derindeki buz mu gibi şeyleri değerlendirecek. ve bazı alanlarda diğerlerinden daha fazla olup olmadığı.

Şu anda NASA’nın Houston’daki Johnson Uzay Merkezi’nde bir araya getirilmekte olan VIPER, ayın güney kutbunda karşılaşacağı belirli koşullara göre özelleştirilmelidir. 25 ila 30 derecelik eğimleri kaldırabilen bağımsız olarak kontrol edilen dört tekerlek gerektiren çeşitli sıkıştırma seviyelerine sahip kraterli toprak var.

Ay’ın gündüzleri güneşte 225 derece Fahrenheit’ten bu kalıcı gölgelerde -400 dereceye kadar değişen şiddetli sıcaklık dalgalanmaları vardır; VIPER’in kutu şeklindeki şekli aletleri korur ve yüksek hassasiyetli teknolojinin kalibrasyonları bu salınımlara karşı koruma sağlamak için şu anda devam etmektedir.

Ayda hiç güneş ışığı görmeyen yerleri aydınlatmak için bir gezicide kullanılan ilk farları gerektiren karanlığın kendisi var.

Ve bilim ve lojistiğin çatışan ihtiyaçları var – bilim, VIPER’in zamanını gölgelerde geçirmesini istiyor, ancak gezicinin pillerini güneş ışığında şarj etmek için periyodik olarak kraterlerden dışarı çıkması gerekecek. Çoğu gezicinin güneş enerjisi dizileri çatılarında bulunur, ancak kutup güneş ışığının açısı, VIPER dizilerinin bunun yerine yanlarına monte edilmesini gerektirir.

Görev

NASA, kısmen ekibe yeni fikirler ve uzmanlık getirmek için sekiz yeni VIPER yardımcı araştırmacı seçti. Lewis’in araştırması, geziciye ayı araştırmak için tamamen yeni bir bilim aracı sağlıyor.

VIPER, konumunu ve oryantasyonunu izlemek için ivmeölçerlerle (genellikle konum ve gezici eğimindeki değişiklikleri belirlemek için kullanılan cihazlar) donatılmıştır. Bunlar, Lewis’in araştırması için yeniden kullanmayı planladığı araçlar. İvmeölçerler son derece hassastır; üzerinde durduğunuz yerin altında bir cevher yatağı olsaydı yaşayacağınız yerçekimindeki küçük değişikliği tespit edebilirler.

Lewis, “Yeryüzünde araştırma yapmak için gravimetri kullanıldı; yerçekimi anormalliklerine bakabilirsiniz ve size yeraltı jeolojisi hakkında bir şeyler söyleyecekler” dedi. “Bunu Mars’ta yapabildik ve üzerinden geçtiğimiz yer altı kayalarının yoğunluğunu hesapladık. Bunu ayda da yapacağız ve regolitin dikey yoğunluğunu bulmaya çalışacağız. ve herhangi bir jeolojik anomali olup olmadığına bakın.”

VIPER, NASA’nın insanları aya geri döndürmek için çok aşamalı bir süreç olan Artemis programının bir parçasıdır. Artemis I, sonunda insanları taşıyacak ve bu yıl fırlatılması planlanan roketin ilk testi olacak. 2023 için planlanan Artemis II, gemide insanlarla birlikte ayın yörüngesine girecek. Artemis III’ün 2024’te insanları ayın yüzeyine indirmesi planlanıyor.

Lewis, “Artemis programı ile insan keşif tarafına paralel olarak VIPER misyonu üzerinde çalışmak oldukça vahşi” dedi. “Bu astronotlar doğrudan bu suyu içmeyecek olsalar da, bunu aya geri dönme fonunda yapmak çok güzel.”

Bilim ekibinin bir üyesi olarak Lewis, VIPER’in yapımında yer almıyor ve görev sırasında kontrollerin hiçbirini doğrudan ele almayacak. Ancak ekibe katıldığından beri, ekibin gezici teknolojisini kullanarak pratik yaptığı ve yerinde alınması gereken kararları aldığı simüle edilmiş operasyonlarda yer aldı.

Görev gerçek gibi görünmeye başlıyor. Lewis, “Bir gün insan kaşifler tarafından potansiyel olarak kullanılabilecek suyu aramak gerçekten heyecan verici” dedi. “Bir gün bir şişe içebilecekleri suyu bulmak – bu aklınızı başınızdan alıyor. Ve tabii ki bunun jeolojik yönü: Ay’ın tarihi ve kabuğunun jeolojik ve termal evrimi de çok ilginç sorular.”