Eind 2022 zal NASA in samenwerking met het ruimtevaartbedrijf Intuitive Machines een ijsmijnexperiment gekoppeld aan een robotlander naar de zuidpool van de maan sturen op een bergkam niet ver van de Shackleton-krater, een locatie die ingenieurs en wetenschappers maandenlang hebben geëvalueerd. NASA en Intuitive Machines, dat een partner is van het ruimtevaartagentschap voor commerciële missies naar de maan, kondigde de locatie aan op 3 november 2021.
NASA-gegevens van ruimtevaartuigen in een baan om de maan geven aan dat deze locatie, die de "Shackleton verbindingskam" wordt genoemd, ijs onder het oppervlak zou kunnen bevatten. Het gebied ontvangt voldoende zonlicht om een lander voor ongeveer een missie van 10 dagen van energie te voorzien, terwijl het ook een duidelijke zichtlijn naar de aarde biedt voor constante communicatie. Het ligt ook dicht bij een kleine krater, wat ideaal is voor een uitstapje met een robot. Deze omstandigheden bieden de beste kans op succes voor de drie technologiedemonstraties aan boord. Dit omvat het door NASA gefinancierde Polar Resources Ice-Mining Experiment-1 (PRIME-1) - dat bestaat uit een boormachine gekoppeld aan een massaspectrometer - een 4G/LTE-communicatienetwerk ontwikkeld door Nokia of America Corporation, en Micro-Nova, een inzetbare trechterrobot ontwikkeld door Intuitive Machines.
"PRIME-1 is permanent bevestigd aan de Nova-C lander van Intuitive Machines en het was een uitdaging om een landingsplaats te vinden waar we ijs konden ontdekken op minder dan een meter van het oppervlak," aldus Dr. Jackie Quinn, PRIME-1 projectmanager bij NASA's Kennedy Space Center in Florida. "Hoewel er veel zonlicht is om de nuttige lading van energie te voorzien, wordt het oppervlak te warm om ijs binnen het bereik van de PRIME-1 boor te houden. We moesten een 'goudlokje' vinden dat net genoeg zonlicht krijgt om aan de missie-eisen te voldoen en tegelijkertijd een veilige plek is om te landen met goede communicatie met de aarde."
Om deze uiteindelijke landingsplaats te selecteren, hebben deskundigen van de NASA, de Arizona State University, het Johns Hopkins Applied Physics Lab, Nokia en Intuitive Machines met behulp van teledetectiegegevens van de maan "ice-mining"-kaarten van het maanoppervlak gemaakt. Na de landing zal de PRIME-1-boormachine, die bekend staat als The Regolith Ice Drill for Exploring New Terrain (TRIDENT), proberen tot 1,5 meter diep te boren, maangrond - regolith genaamd - naar boven te halen en op het oppervlak te deponeren voor wateranalyse. Het andere instrument van PRIME-1, de Mass Spectrometer observing lunar operations (MSolo), zal vluchtige gassen meten die gemakkelijk ontsnappen uit het materiaal dat door TRIDENT is uitgegraven.
PRIME-1 zal de eerste demonstratie zijn voor het vinden en winnen van grondstoffen op de maan. De ontwikkeling van dit soort technologieën is van cruciaal belang voor een robuuste aanwezigheid op lange termijn in de diepe ruimte, ook op de maan als onderdeel van de Artemis-missies van het agentschap. Gewoon opereren en boren in het harde maanoppervlak zal waardevolle inzichten opleveren voor ingenieurs voor toekomstige maanmissies, zoals de Volatiles Investigating Polar Exploration Rover, of VIPER, missie, die eind 2023 op de zuidpool van de maan moet landen. Terwijl PRIME-1 de bronnen onder het maanoppervlak zal onderzoeken, zal Nokia zijn 4G/LTE-netwerk testen dat in de ruimte is gehard. Een kleine rover, ontwikkeld door Lunar Outpost, zal zich op meer dan anderhalve kilometer afstand van de Nova-C lander wagen en Nokia's draadloze netwerk op verschillende afstanden testen. De rover zal communiceren met een basisstation op Nova-C, en de lander zal gegevens terugsturen naar de aarde. Deze demonstratie zou de weg kunnen vrijmaken voor een commercieel 4G/LTE-systeem voor missiekritieke communicatie op het maanoppervlak. Dit omvat communicatie en zelfs high-definition videostreaming van astronauten naar basisstations, voertuigen naar basisstations, en meer.
De Micro-Nova van Intuitive Machines zal worden ingezet op het maanoppervlak en zal in een nabijgelegen krater springen om foto's en wetenschappelijke gegevens te verzamelen voordat hij weer naar buiten springt. Vervolgens stuurt hij de gegevens terug naar Nova-C. Micro-Nova kan een lading van twee kilo meer dan 1,5 mijl ver dragen om toegang te krijgen tot maankraters en om hogeresolutiemetingen van het maanoppervlak mogelijk te maken. Deze demonstratie kan de weg helpen vrijmaken voor aanvullende commerciële maanverkenningsdiensten. In de toekomst kunnen wetenschappers een hopper uitrusten met hun eigen kleine wetenschappelijke instrumenten, zoals camera's, seismometers, maanmeetsystemen, enzovoort.
"Deze vroege technologiedemonstraties maken gebruik van innovatieve partnerschappen om waardevolle informatie te verschaffen over het opereren op en verkennen van het maanoppervlak," aldus Niki Werkheiser, directeur van technology maturation voor NASA's Space Technology Mission Directorate (STMD) op NASA's hoofdkwartier in Washington. "De gegevens zullen de ontwerpen voor toekomstig gebruik van hulpbronnen in situ, mobiliteit, communicatie, vermogen en stofverminderingscapaciteiten ondersteunen."
Bron: NASA
