Under de kommande åren kommer NASA att sända astronauter tillbaka till månen för första gången sedan det sista Apollo-uppdraget ägde rum 1972. Tillbaka i maj meddelade NASA att planen - som officiellt kallas Project Artemis - påskyndades och skulle äga rum under de kommande fem åren. I enlighet med den nya tidslinjen kommer Artemis att involvera att skicka den första kvinnan och nästa man till Månens södra polära region 2024.
För detta ändamål arbetar NASA med en lunarrover som ska söka efter och kartlägga vattenavlagringar i Månens södra polära region. Det är känt som Volatiles Investigating Polar Exploration Rover (VIPER) och det är planerat att levereras till månens yta år 2022. Detta uppdrag kommer att samla in data som kommer att hjälpa till att informera framtida uppdrag till South Pole-Aitken Basin och eventuellt byggande av en bas där.
Väl där väl kommer roverna att resa i flera kilometer och förlita sig på en svit med vetenskapliga instrument - som innehåller en borr på 1 m (3,3 fot) - för att prova olika jordmiljöer. Under 100 dagar kommer data som VIPER samlar in att användas för att skapa de första globala vattenresursskartorna över månen. Detta kommer att vara mycket praktiskt när en permanent mänsklig bosättning etableras där.
Daniel Andrews, projektledare för VIPER-uppdraget och teknikdirektör vid NASA: s Ames Research Center, sa i ett nyligen uttalande från NASA:
”Nyckeln till att leva på månen är vatten - samma som här på jorden. Sedan månen-isen bekräftades för tio år sedan är frågan nu om månen verkligen kan innehålla den mängd resurser vi behöver för att leva utanför världen. Denna rover hjälper oss att svara på de många frågor vi har om var vattnet är och hur mycket det finns för oss att använda. ”
Under många år har forskare vetat att det finns stora mängder vattenis i månpolregionerna. Denna is skulle vara oumbärlig för att skapa en hållbar mänsklig närvaro på månen eftersom den kan användas för allt från bevattning och dricksvatten till tillverkning av syregas och vätebränsle.
Förekomsten av denna is bekräftades 2009 när NASA kraschade Lunar Crater Observation and Sensing Satellite (LCROSS) nära Sydpolen och mätte det resulterande dammet som sparkades upp. Data från detta och andra uppdrag har samlat data som indikerar att det finns potentiellt miljoner ton vattenis där.
Närvaron av denna is beror på Månens axiella lutning, vilket säkerställer att de polära regionerna är permanent skuggade. När isen samlades över tiden från komet- och meteorpåverkan (liksom interaktion mellan solvind och månjord) förhindrade frånvaron av direkt solljus isen från att sublimera till syre och vätgas och försvann i rymden.
För att få tillgång till detta vatten krävs att forskare lär sig mer om placeringen och arten av avlagringarna, för att inte tala om att komma med strategier för att utvinna det från månjord. Som Anthony Colaprete, VIPERs projektforskare, sa:
”Det är oerhört spännande att ha en rover som går till den nya och unika miljön på Sydpolen för att upptäcka var vi exakt kan skörda det vattnet. VIPER berättar för oss vilka platser som har de högsta koncentrationerna och hur djupt under ytan att gå för att få tillgång till vatten. ”
För att göra detta kommer VIPER att undersöka hur olika ljus- och temperaturförhållanden leder till skapandet av olika jordmiljöer. Genom att samla in uppgifter om mängden vatten och andra element i var och en kommer NASA att kunna kartlägga var vatten sannolikt finns på andra platser över månens yta. Upptäckt och analys kommer att falla till fyra vetenskapliga instrument.
Först finns det Neutron Spectrometer System (NSS), som kommer att användas för att identifiera vattenavlagringar under ytan som motiverar ytterligare utredning. VIPER kommer sedan att distribuera Regolith och Ice Drill for Exploring New Terrain (TRIDENT), som utvecklas med hjälp av Honeybee Robotics, för att få borrprover från upp till en meter under ytan.
Dessa borrprover analyseras sedan av Mass Spectrometer Observing Lunar Operations (MSolo) - utvecklad av NASA: s Kennedy Space Center - och Near InfraRed Volatiles Spectrometer System (NIRVSS) utvecklat av Ames. Dessa två instrument kommer att bestämma sammansättningen och koncentrationen av vatten och andra potentiellt tillgängliga resurser som borrar upp.
VIPER-rover är en del av Lunar Discovery and Exploration Program - som förvaltas av NASA: s Science Mission Directorate - och är resultatet av ett betydande samarbete mellan byråer. NASA Ames Research Center ansvarar för att hantera roverens drift, såväl som utvecklingen av dess programvara, system och uppdragsvetenskap.
Samtidigt designas hårdvaran för rover av Johnson Space Center medan de vetenskapliga instrumenten tillhandahålls av Ames och Kennedy Space Center. Förutom Honeybee Robotics tillhandahålls lanserings- och landningstjänster som kommer att transportera rover till månen av kommersiella partners som United Launch Alliance och Astrobotic.
Detta görs genom NASA: s Commercial Lunar Payload Services (CLPS), som söker partners att skicka nyttolast till månen före astronauter fram till 2024.
