NASA及Intuitive Machines的众多月球表面探测器

文摘 2024-09-29 23:52 广西

“NASA及的众多月球表面探测器”

NASA计划10年内重返月球

NASA将在这个十年内重返月球，但他们并不是孤军奋战。重返月球的活动，需要不同国家之间、不同公司之间的合作。这次重返月球，不是为了在月球上插下新的旗帜，而是关于很多不同任务目的的探测机器人。让我们一起看下，这些探测机器人都会做些什么。

Intuitive Machines首家登陆月球的私人公司

今年2月22日，Intuitive Machines成为首家登陆月球的私人公司，尽管这项名为 IM1的任务只是部分成功，因为着陆过程相当坎坷，大多数有效载荷都没有产生所需的数据。但这仍然是推动太空探索的一个重要里程碑。

Intuitive Machines获得未来三次月球任务

这是第一次一家预算较少的私人公司完成登月任务，之前只有五个国家航天局完成了类似的任务。这也帮助Intuitive Machines为未来做好了更好的准备，NASA选择该公司在未来几年内进行三次月球登陆实验。

明年初的IM2，探测月球南极水冰

首先是由Intuitive Machines制造的Nova-C着陆器，它将于明年初的IM2任务，通过Space X Falcon 9火箭发射，旨在运送由NASA资助、Honeybee Robotics提供的TRIDENT(Thermal Resonant Ion Densitometer)钻头。根据轨道数据，月球南极地下可能是存在水冰的最佳位置，NASA计划钻至月球表面以下1米处，并使用质谱仪分析挖出的材料中，是否存在水冰和其他类似的挥发性物质，这是人类首次进行此类研究。

尚未公布最终着陆坐标

Intuitive Machines和NASA都没有指定具体的着陆坐标。但预计会在南纬 85°到89°之间。科学家们预计，在南纬89°处，距离火星表面一米范围内存在水冰的可能性更大。

7月份，完成发动机热点火测试

今年7 月，Intuitive Machines公司完成了内部开发的VR900 甲烷发动机的热点火，这将使着陆器的性能优于其第一台Clips Landing IM1。Intuitive Machines 公司正在改进Nova-C 上的几个系统，希望下次的飞行能取得圆满成功。

着陆器将部署MAPP探测车，测绘月球表面

Nova-C着陆器将在月球表面部署月球前哨MAPP探测车，该探测车配备近场深度摄像头，可以重建月球表面，供未来宇航员在虚拟现实中进行训练。

火星车本身还将部署一个名为 AstroAnt 的微型机器人，它将测量火星表面的温度。AstroAnt还将检查MAPP火星车的物理部件，以便为任务操作员提供有关其健康状况的清晰视图。MAPP还将收集一些月球土壤并交给NASA。

搭载诺基亚天线，进行4G网络测试

MAPP月球车还将搭载诺基亚的天线，为NASA在月球上测试4G LTE 网络，诺基亚已获得该网络的实验频谱认证。天线测试的目的是了解如何实现未来建立月球基地后，所必需的高吞吐量、长距离和低延迟通信。

部署小型探测器Micro-Nova Hopper

Nova-C还将部署由NASA 资助、 Intuitive开发的耗资4100万美元的小型探测器，被称为 Micro Nova Hopper。它会在月球表面跳跃五次，并在其飞行路径下拍摄高分辨率图像和其他表面测量数据。其中一次跳跃将飞越永久阴影区域，以探测那里可能存在的水冰。

该探测器配备了两台Canadensys高分辨率成像仪、一台用于探测地下氢作为水冰间接迹象的中子光谱仪、一台由德国航天局资助的用于测量表面温度的辐射计，以及与MAPP探测器上的类似的诺基亚4G天线。

同时部署轨道器开拓者号

NASA资助的Lunar Trailblazer月球开拓者轨道器将与IM2着陆器一同发射，开拓者号将为科学家提供前所未有的高分辨率全球地图，显示月球上水的数量分布和状态。这将有助于规划未来前往月球南极研究或利用冰冻月球水的机器人和载人任务。开拓者号还将帮助科学家更好地了解月球的其他几个关键地质方面。

第三次探月任务：探测Reiner Gamma磁漩涡

Intuitive Machines的第三次月球探测任务旨在登陆月球磁漩涡Reiner Gamma，它将于2025 年底通过SpaceX Falcon 9火箭发射。月球在30亿年前就失去了全球磁场，但有一些局部区域仍然具有磁性。Reiner Gamma漩涡与局部磁场有关。这些磁场保护漩涡表面的部分区域免受太阳风和微陨石的侵蚀，使其比周围环境更明亮。

但另一方面，磁场线加速了太阳辐射对周围区域的风化，这两种机制共同赋予了所有漩涡独特的明暗外观。像Reiner Gamma这样的磁漩涡最初是如何形成的，科学家们对这个问题有一些有趣的想法，但最终我们需要通过发射表面探测器来精确测量漩涡内区域的局部磁场强度。

Lunar Vertex 绘制表面磁场

科学家还需要精确测量太阳风辐射粒子如何与漩涡磁场相互作用，以及它如何影响和塑造当地环境，这正是Intuitive Machines公司第三艘月球着陆器上的仪器将要做的事情。在月球上，着陆器和探测车上的光谱仪和磁力仪组成的Lunar Vertex仪器套件将研究Reiner Gamma的成分，并绘制其表面磁场的强度和方向。

探测车将行驶2公里

Lunar Outpost提供的MAPP探测车将在13个地球日内行驶2公里，探索Reiner Gamma磁漩涡的至少一个明亮和黑暗部分，这些测量将帮助科学家更好地了解太阳风和轰击微米陨石对整个太阳系行星的影响，并塑造我们对月球演化的理解。

Lunar Vertex已经验收，并交付集成

Lunar Vertex于2023年12月成功通过了NASA的验收审查，此后MAPP探测器于1月交付给 Intuitive Machines公司，以与 Nova-C着陆器集成。

JPL完成3台CADRE探测车的建造

另外，截至今年3月，NASA JPL已完成三辆鞋盒大小的太阳能CADRE探测车的建造，Nova-C 也将在IM3任务期间部署这些探测车。探测车通过了所有标准的发射前太空环境测试。工程师们还在JPL的火星场地使用全尺寸工程模型对CADRE的自动驾驶能力进行了测试。

CADRE探测车拥有探地雷达，探测车能够在磁漩涡区域自主导航，并创建深度达10米的地下结构的3D图像。

1.169亿的第四次探测任务

上个月，NASA授予Intuitive Machines一份价值1.169亿美元的合同，要求其在2027年向月球南极运送六个科学技术有效载荷。该任务也是NASA CLPS计划的一部分，是该公司签订的第四个也是最大的一个此类任务订单合同。

LEIA将探测深空辐射对酵母的影响

该任务的两个实验尤为突出，第一个类似于NASA在Artemis 1任务重发射到深空的CubeSat托管的BioSentinel生物实验，在这次任务重，LEIA在Intuitive Machines Nova-C着陆器上的实验将测量深空辐射对酵母的影响。

之所以选择酵母，是因为它们的细胞与人类细胞具有许多相似的DNA损伤和修复机制。地面设施无法完全模拟深空独特的辐射环境，因此这项研究将让我们更深入地了解其对生物生命的影响，以便未来在月球上建立长期的人类居住地。

搭载并操作ESA的Prospect有效载荷

此次任务还将搭载并操作ESA提供的 Prospect 有效载荷套件，其中包括一个1米钻头、一个强大的烤箱、两个光谱仪。目标是挖掘寒冷的地下风化层，以探测和研究其中可能包含的水冰和其他此类挥发性资源。

Prospect将为科学家提供对月球挥发性物质的增强理解，而且还计划成为首批展示从月球土壤中提取氧气的航天器之一，这一能力将有助于维持月球上的长期活动。

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