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NASA与萤火虫公司的大胆月球任务:探索月球的格鲁特胡森穹顶||国际月球村105

NASA与萤火虫公司的大胆月球任务:探索月球的格鲁特胡森穹顶||国际月球村105 星际航行
2025-01-06
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导读:探索硅质火山活动

Firefly 的蓝色幽灵月球着陆器和月球车效果图,它们是该公司为第三次登月任务而开发的,也是 NASA CLPS(商业月球有效载荷服务)计划的一部分。图片来源:Firefly Aerospace

作为月球探索活动的一次重大飞跃,NASA与萤火虫航空航天公司合作,计划在 2028 年前向月球的格鲁特胡森穹顶发射六个科学实验仪器,探索古老的熔岩流并测试为未来载人飞行任务铺平道路的新技术。

美国宇航局在探索月球更多区域的使命上又迈进了一步,授予萤火虫航天公司一份价值 1.79 亿美元的合同,将六项科学实验一起送上月球表面。这是萤火虫航天公司在美国宇航局月球探索计划下的第四个任务订单,重点是 2028 年登陆月球近侧的一个独特地质遗址格鲁特胡森穹顶(Gruithuisen Domes)。


作为 NASA阿尔忒弥斯计划的一部分,萤火虫号将通过该机构的商业月球有效载荷服务 (CLPS) 计划运送一系列科学实验和技术演示。格鲁特胡森穹顶被认为是由古代熔岩流形成的,为研究行星过程和演化提供了独特的机会。通过利用 CLPS,NASA 正在扩大我们对月球环境的了解,同时为未来的人类任务奠定基础,这是其更广泛的月球到火星探索战略的一部分。

Gruithuisen 独特的火山圆顶——Gamma 和 Delta。图片来源:NASA LRO


推进月球科学技术

“CLPS 计划通过机器人探测器对月球表面进行美国科学和技术研究。NASA 正在为未来人类探索月球做准备,CLPS 计划将继续与美国公司一起支持日益增长的月球经济,”NASA 华盛顿总部科学任务理事会负责探索的副副局长 Joel Kearns 表示。“了解格鲁特胡森穹顶的形成以及着陆点周围的古老熔岩流将有助于美国解答有关月球表面的重要问题。”

Firefly 萤火虫公司的第一次月球发射计划不早于 2025 年 1 月中旬,并将降落在月球正面东北象限的危海内一个名为 Mons Latreille 的火山特征附近。Firefly 的第二次月球任务包括两个任务订单:卫星的月球轨道投放和月球背面表面的运送,以及月球轨道校准源的运送,计划于 2026 年进行。



探索月球地质之谜

直到几十亿年前,月球还是一个火山活跃的地方。凝固的熔岩平原的黑色斑块是其最显著的标志。大部分火山活动都是玄武岩性质的,但今天的特色图片有所不同。这些穹顶每个绵延约 20 公里,由不同的、更厚的火山流形成。我们通过地球望远镜和过去的月球轨道器(特别是月球勘探者号和克莱门汀号)对这些穹顶的观察得知了这一点。

美国宇航局月球勘测轨道器 (LRO) 上的探测仪器的最新数据证实,形成这些穹顶的火山岩浆的成分是硅质,而不是玄武岩。这引出了一个问题:所需的二氧化硅来自哪里?在地球上,硅质火山通常需要水和板块构造才能形成,而月球上缺乏这两者。在我们的月球和其他行星上形成这种火山穹顶的机制是什么?我们不知道!由于它们的独特性质,它们是未来月球探索的优先目标。

月球上的硅质火山活动相对罕见。格鲁特胡森穹顶的形成时间早于该地区的月海,因此这些穹顶的一部分已被月海玄武岩覆盖,尽管也与更古老的高地物质有接触。在月球早期历史中,硅质火山活动可能更为普遍,然而,任何相关证据可能都埋藏在月海之下。从地球望远镜、月球勘探者伽马射线光谱数据和克莱门汀多光谱数据中,我们知道格鲁特胡森穹顶的成分与月海和高地不同。格鲁特胡森穹顶的特点是反射率相对较高,对可见光和紫外线的吸收率强。与月海相比,这些穹顶的铁和钛丰度也较低。

2028 年的这次新发射将向格鲁特胡森穹顶和附近运送有效载荷。长期以来,人们一直怀疑格鲁特胡森穹顶是由富含二氧化硅的岩浆形成的,其成分与花岗岩相似。由于板块构造和海洋水的存在,地球上很容易形成花岗岩。月球缺乏这些关键成分,因此月球科学家一直在思考这些穹顶是如何形成和随时间演变的。作为这项任务订单的一部分,NASA 还首次签约为着陆后在月球表面的一些科学仪器提供“机动性”或巡检。这将使 CLPS 能够开展新型美国科学调查。

倾斜 NAC 图像的分辨率降低图像。Gruithuisen B 陨石坑直径为 9 公里,北面位于右侧 [NASA/GSFC/亚利桑那州立大学]。

“萤火虫号将运送六台仪器来了解着陆点及周边地区,”美国宇航局休斯顿约翰逊航天中心 CLPS 计划经理克里斯·卡尔伯特 (Chris Culbert) 表示。“这些仪器将研究地质过程和月球风化层、测试太阳能电池并描述中子辐射环境,为美国宇航局在月球上建立长期存在提供宝贵信息。”


先进的月球科学仪器和技术

这些仪器的总重量预计约为 215 磅(97 公斤),包括:

  • 月球 Vulkan 成像和光谱探测器由两台固定仪器和三台移动仪器组成,将研究其中一个圆顶顶部的岩石和风化层,以确定它们的起源,并更好地了解早期行星的地质过程。

  • Heimdall是一个灵活的摄像系统,将用于从地平线以上到着陆器正下方的地面拍摄着陆点的照片。

  • 月球风化层的样本采集、形态过滤和探测仪是一个机械臂,它将收集月球风化层的样本,并使用机器人铲子过滤和分离不同大小的颗粒。采样技术将使用火星探测车项目的飞行备件。

  • 月球正面表面低频射电观测仪旨在通过无线电频率观测月球表面环境,以确定月球表面附近的自然和人为活动是否会干扰科学研究。

  • 月球表面光伏调查装置将携带一组最新的太阳能电池,用于未来任务的光电转换技术演示。该实验还将使用一小组太阳能电池收集月球表面的充电环境数据。

  • 月球表面中子测量仪是一种中子光谱仪,它将表征月球表面中子辐射环境、监测氢元素,并提供元素组成的约束。

美国宇航局的商业月球有效载荷服务 (CLPS) 计划与美国公司合作,提供月球登陆和表面作业。通过 CLPS,该机构将科学仪器和技术演示发送到月球,推动科学、探索和商业机会的发展。通过保持稳定的月球任务时间表,NASA 支持蓬勃发展的月球经济的发展,同时挖掘商业航天领域的创新潜力。两项 CLPS 任务将于 2025 年初发射,分别将 NASA 有效载荷运送到月球正面和南极地区。

【声明】内容源于网络
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本公众号是国内第一家以载人航天和深空探测为主题的公众号,下设国际月球村、Artemis任务、美天军观察、太空评论、太空经济、深空探测、读书荐书感悟等十个专题栏目,希望能以此推动国内航天科普事业的发展和进步。
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