Nowa era małych sond księżycowych?

NASA w ramach programu NextSTEP wybrała do realizacji misję niewielkiej sondy, której zadaniem będzie poszukiwanie wody w formie lodu znad powierzchni Księżyca. Naukowcy uważają, że to oznaka zmian w badaniach przestrzeni międzyplanetarnej.

Lunar IceCube to jedna z kilku misji zaproponowanych w ramach partnerstwa publiczno-prywatnego, wybrana w programie NASA Next Space Technologies for Exploration Partnerships (NextSTEP). Pośród pierwszych małych sond, które będą badać przestrzeń kosmiczną Lunar IceCube stworzą fundamenty dla przyszłych małych misji planetarnych.

Oprócz dostarczenia wartościowych danych naukowych Lunar IceCube pomoże dopracować strategie, które potem zostaną wykorzystane do wysłania misji załogowych w dalsze rejony Układu Słonecznego. Możliwość poszukiwania wartościowych zasobów może umożliwić astronautom produkcję paliwa oraz innych zapasów niezbędnych załodze w podróży na Marsa. Takie rozwiązanie pozwoliłoby zmniejszyć ilość paliwa oraz masę rakiety, którą NASA musiałaby wynieść w przestrzeń kosmiczną z Ziemi.

Uniwersytet Stanowy w Morehead, Kentucky kieruje, przy znacznej pomocy ze strony naukowców z NASA Goddard Space Flight Center oraz firmy Busek z Massachusetts, projektem satelity typu CubeSat składającego się z 6 jednostek (6-U).

silnik

W ramach tego partnerstwa Morehead State Space Science Center zbuduje sondę 6-U i zapewni komunikację i śledzenie za pomocą 21-metrowej naziemnej anteny. Firma Busek dostarczy najnowocześniejszy silnik elektryczny, a Goddard zbuduje jedyny na pokładzie, miniaturowy instrument – Broadband InfraRed Compact High Resolution Explorer Spectrometer (BIRCHES).  Instrument będzie poszukiwał wody w stanie stałym, ciekłym i gazowym z bardzo nachylonej, eliptycznej orbity okołoksiężycowej.

antena

„Lunar IceCube to kluczowy eksperyment dla przyszłych miniaturowych misji planetarnych,” mówi naukowiec Avi Mandell z Goddard Space Flight Center pracujący przy tworzeniu instrumentu BIRCHES. „Wierzę, że przyszłość jest jasna przed satelitami tego typu, dzięki ich różnorodności. Gdy zrozumiemy jak projektować takie platformy, możliwości ich wykorzystania są praktycznie nieograniczone.”

icecube

IceCube będzie pracował na księżycowej orbicie przez 6 miesięcy. Podczas gdy sonda Lunar Flashlight (JPL/NASA) będzie poszukiwała depozytów lodu w stale zacienionych kraterach księżyca, instrument BIRCHES będzie badał rozkład wody w funkcji pory dnia, wysokości, wieku i składu regolitu. Badania IceCube nie ograniczają się do zacienionych obszarów.

Jednak zanim Lunar IceCube rozpocznie swoje badania, będzie musiał dostać się na Księżyc. Satelity wybrane do EM-1 zostaną zainstalowane wewnątrz członu łączącego Oriona do górnego członu najnowszej rakiety – SLS o wysokości 32 pięter. Po osiągnięciu przez rakietę określonego punktu w drodze na Księżyc, kontrolerzy na Ziemi zwolnią ładunki, które podążą własnymi ścieżkami do miejsc przeznaczenia na i w pobliżu Księżyca.

Silnik jonowy BIT-3 zaprojektowany przez firmę Buserk oraz trajektoria zaprojektowana przez naukowców z Goddard Space Flight Center z wykorzystaniem najnowocześniejszego oprogramowania do wyznaczania trajektorii umożliwią wprowadzenie IceCube na orbitę w trzy miesiące. Z uwagi na niewielką pojemność zbiornika na paliwo przy projektowaniu trajektorii sondy kluczowym było wykorzystanie grawitacji Ziemi, Słońca i Księżyca.

trajektoria

W przypadku wybrania sondy Lunar IceCube – będzie to pierwszy w pełni sprawny miniaturowy satelita, który będzie zbierał dane naukowe  poza orbitą okołoziemską.