
随着美国、中国、印度等国相继加入载人登月竞赛,以及美国、日本的私人商业企业相继登陆月球,欧空局在月球探测任务领域的存在感越来越弱。为此,欧空局选定了两项新的月球任务。
ispace 的欧洲子公司及其五个同样来自欧洲的机构合作伙伴共同赢得一份价值约270 万欧元的欧空局续约合同,与欧洲航天局合作开展 MAGPIE 任务,双方的合作关系正在不断深化。MAGPIE 是用于研究月球南极水冰和其他挥发性物质的探测车。MAGPIE 代表“先进地球物理和极地冰层探测任务”。
作为欧空局 2023 年号召欧洲工业界的一部分,MAGPIE任务正在进行飞行评估,要求其提出可在 2028 年开始飞行的小型和中型月球任务概念。只要每个任务的经费不超过 5000 万欧元,并专注于欧空局的月球探索和科学目标,任何物理形式都可以:轨道器、(大概很小的)着陆器、飞跃器、月球车,等等。
为了控制预算,欧空局鼓励任务提案利用欧洲阿丽亚娜6号火箭的搭乘发射方式,具体来说,为此使用了多条月球轨道, 包括可能使用助推级的辅助装置。欧空局还建议航天器使用即将推出的月光Moonlight导航和通信服务,以减轻机载通信系统的重量并节省任务成本。
先进地球物理和极地冰探测任务(MAGPIE)项目与由ispace Europe牵头的跨国联盟合作,为欧空局制定了一项探测月球水冰的综合任务。慕尼黑工业大学(TUM)贡献了月球挥发物探测仪(LVS),该仪器由其与英国开放大学和OHB合作开发。
LVS项目在很大程度上继承了先前项目的成果,尤其是欧空局资助的iDrill研究和德国宇航中心资助的LVS-PIE研究。2023年,欧空局将LVS项目列入月球科学活动储备库,并评为杰出项目。
LVS 的 CAD 视图(©TUM/OHB/ESA)
TUM 的 LVS 原型(©TUM)
月球挥发物侦察器 (LVS) 是一款用于行星土壤样本和挥发物原位表征的仪器化钻机。该腔钻可在冰冻的风化层中钻探约 10 厘米深。然后,使用内置加热元件将冰冻的风化层加热至 400°C,以溶解水等挥发性物质。内置微型离子阱质谱仪 (ITMS) 和内置压力传感器可实时分析溶解气体。通过最大限度地减少对样品的干扰,避免了在必要的采样过程中挥发性物质损失的风险。这使得样品能够在其原始状态下进行表征,这比传统的土壤样品分析仪器具有显著优势。
LVS的主要应用领域是勘探水等易挥发的月球资源。其重量轻、体积小,可用于移动式月球车,覆盖月球表面的大面积区域。LVS也可用于固定式平台,以及其他无大气天体。

此外,欧空局去年批准了 LUMIO立方体卫星任务。顾名思义,LUMIO将监测月球背面陨石撞击的闪光,来填补地月系统流星体通量方面的知识空白,以确定其受限制的撞击速率及其对长期机器人和载人探索的潜在影响(双关语)。它是一颗12U立方体卫星,重约22公斤。其主要有效载荷是LUMIO-Cam,这是一种可见光相机,用于探测其所追踪的微流星体撞击的闪光。
欧空局计划在2027年将LUMIO发射到第二个地月拉格朗日点(EM-L2),从那里它可以持续观测月球背面。这个位置有利有弊——月球的圆面比地球小得多,因此LUMIO可以覆盖整个半球,并观测月球表面的任何撞击。值得注意的是,大多数撞击确实会发生在月球表面,因为月球大气在为微流星体撞击前燃烧提供的能量微乎其微。这就是为什么月球上布满了陨石坑的原因。
据估计,每年撞击月球表面的微流星体数量高达23000次,其中最小的只有30克。即使LUMIO只观测到该区域的一半,它每天也能观测到多次撞击。每一次撞击都让我们得以一窥太阳系中仍然存在的碎片类型,甚至可能了解它们最初属于哪些小行星和彗星。
LUMIO立方体卫星还旨在演示自主确定其在太空中的位置并进行导航,无需与地球通信,这是中国最近在其DRO月球探测器上率先实现的技术。
通过新选定的这两项月球探测任务,欧空局有望能在月球科学领域继续保持头部位置。(完)

