[圖文]研發新型月球車搜尋水冰物質
美國宇航局正致力於研發一種新型月球車,用於在月球南極地區搜尋並分析這裡的水冰物質,並展示如何在月球上就地生產液態水的方式。這一名為「風化層和環境科學以及氧氣和月面揮發分提取」(RESOLVE)的項目計畫將於2017年11月發射升空,預計將用一周的時間達成其預定目標。
不過這一項目的預算非常緊張,僅有2.5億美元,其中還包括地月之間的發射費用。目前項目規劃人員打算讓這輛月球車和它搭載的設備使用太陽能驅動。然而在水冰和其它揮發分可能埋藏的區域每次都僅有數天時間能接收到光照。
威廉·拉森(William Larson)是一位近期從美國宇航局甘迺迪航天中心退休下來的前項目主管。他說:「在月球極地地區執行任何項目都最好使用核動力,但是我們缺乏必要的資金支持。如果使用太陽能將會更節省資金,這也正是我們將要做的。」但是這樣一來科學家們就有很多額外的工作要做,而時間安排已經非常緊張。
按照計畫,當著陸器抵達月球極地地區之後,月球車將會有2.5天的光照時間,在此期間月球車將抓緊時間搜尋氫原子信號,隨後當持續2天左右的陰影時間開始時,月球車就將進入休眠狀態。接下來,將會迎來大約5天時間的光照時間,在此期間月球車將會嘗試鑽探一個約1米深的鑽孔並從中提取用於礦物分析的樣品。月球車搭載的設備將會加熱樣品以期能提取出其中的液態水。最後,項目期間還將驗證如何使用從月壤中提取出的氧與氫結合,從而可以就地生產水。
拉森表示:「此次項目的主要任務是對月壤水冰分佈進行評估,但是由於我們這一次將直接抵達那裡,並且我們並不知道是否最後可以找到水,因此作為備份方案,我們必須安排驗證如何從月壤中提取氧氣的技術。」他說:「該項目是美國宇航局歷史上最具挑戰性的地外天體漫遊車計畫,時間安排上也是最具難度的,除此之外,我們還必須在極其緊張的預算限制下完成它。」
RESOLVE項目是目前仍在運行的「月球勘測軌道器」(LRO)項目以及於2009年撞擊月面的的LCROSS項目的下一步驟。後者在2009年撞擊了月球南極附近一個名為塞伯斯的隕石坑。LCROSS的項目正式名稱為「月球隕擊坑觀測與感知衛星」,LCROSS是其英文名稱的縮寫。
在當時的那次撞擊任務中被從隕石坑內部濺射出來大量碎屑物質,對這些物質的分析認為這一隕坑內部物質大約含有5%的水分。但至於這些水的來源,則仍然是一個謎。而這一次,RESOLVE項目將可能為這一問題找到答案。漫遊車搭載的設備經過專門設計,可以分析任何含水樣本中的氫同位素物質,這樣的分析結果將至少會縮小這些水分來源的選項。目前對這一問題,主要的理論包括彗星和小行星撞擊,以及地質歷史時期月球自身內部水分的噴出等等。此次項目還將提供一些第一手的現場資料,幫助我們瞭解月球表面的近地表以下的礦物組成情況。
美國加州大學洛杉磯分校的月球科學界大衛·佩吉(David Paige)表示:「月球兩極地區極其寒冷。我們之所以對這一區域感興趣,是因為這裡極有可能蘊含豐富的揮發分物質。」他說:「我想月球的溫度足以維持這些揮發分。問題就在於,它們是否真的存在於那裡。」
拉森於上周在一次研討會上向與會者簡要介紹了此次項目。美國宇航局計畫與加拿大空間局在這一項目上開展緊密合作,他們計畫今年夏天在美國夏威夷群島進行一次項目的野外模擬。