NASA наближається до створення першої в історії людства місячної бази: відібрано три наукові проєкти, покликані дати відповіді на найважливіші питання про життя на поверхні Місяця. В рамках цих місій планується пошук підземних печер, які могли б стати укриттям для астронавтів, дослідження прихованих покладів місячного льоду, а також моніторинг екологічних небезпек, які можуть загрожувати майбутнім дослідникам.
Нові інструменти та технології були обрані в рамках програми NASA "Корисні навантаження та наукові дослідження на поверхні Місяця" (Payloads and Research Investigations on the Surface of the Moon - PRISM). Їх доставлення на Місяць буде здійснена через ініціативу агентства "Комерційні послуги з доставлення корисного навантаження на Місяць" (Commercial Lunar Payload Services — CLPS), що є частиною програми створення місячної бази.
Кожне з досліджень спрямоване на вирішення конкретного завдання, пов'язаного із забезпеченням тривалої присутності людини на Місяці. Вчені вивчать потенційні природні укриття, виявлять ресурси, які зможуть використовувати астронавти, а також проаналізують небезпечні умови, до яких мають бути адаптовані майбутні житлові модулі та обладнання. Отримані дані стануть важливим внеском у програми NASA Артеміда (Artemis) і Місячна база (Moon Base), сприяючи реалізації довгострокових планів агентства з дослідження Місяця.
"Науковий підрозділ NASA створює свого роду 'посібник із виживання' у міжпланетних умовах. Наша мета — забезпечити, щоб наукові дослідження передували прибуттю людей на поверхню Місяця, надавши майбутнім екіпажам астронавтів критично важливу інформацію, ресурси та заходи безпеки, необхідні, наприклад, для того, щоб пережити місячну ніч", — зазначила Нікі Фокс, заступник адміністратора Управління наукових місій у штаб-квартирі НАСА. "Проєкти, відібрані в рамках програми PRISM, допоможуть NASA мінімізувати ризики для астронавтів і водночас досягти цілей агенції зі створення першого місячного форпосту — важливого етапу на шляху відправлення людей на Марс."
Моніторинг місяцетрусів та інших небезпек на Місяці
Перший проєкт - "Станція моніторингу місячного середовища на Південному полюсі" (Lunar Environment Monitoring Station - South Pole, LEMS-SP) - передбачає розгортання автономної станції для тривалого спостереження за станом навколишнього середовища та потенційними загрозами.
Одним із завдань станції стане виявлення мікрометеороїдів — крихітних фрагментів космічної речовини, що стикаються з поверхнею Місяця. На відміну від Землі, Місяць практично не має атмосфери, здатної спалювати більшість таких об'єктів, тому подібні зіткнення становлять серйозну небезпеку для майбутнього обладнання та житлових модулів.
Крім того, станція вимірюватиме концентрацію летких речовин — сполук, які легко переходять у газоподібний стан, — у вкрай розрідженій газовій оболонці Місяця. Відстеження цих матеріалів допоможе вченим краще зрозуміти, як місячне середовище змінюється з часом.
Ще одним важливим інструментом стане короткоперіодний сейсмометр, призначений для реєстрації вібрацій та сейсмічної активності, включаючи "місяцетруси". Отримані дані можуть виявити потенційні небезпеки, які NASA необхідно враховувати під час проєктування споруд та встановлення чутливого обладнання на поверхні Місяця.
Збір інформації про метеоритні удари, сейсмічну активність та навколишнє середовище дозволить інженерам розробити більш безпечну та надійну інфраструктуру для постійної місячної бази.
Керівником дослідження виступить доктор Мехді Бенна з Мерилендського університету в Балтіморі (University of Maryland, Baltimore County).
Пошук прихованих печер під поверхнею Місяця
В рамках другого дослідження буде вивчена одна з найцікавіших особливостей Місяця - існування величезних підземних порожнин, які могли б послужити природним укриттям для астронавтів.
Місія, що отримала назву GIMLI (Geophysical Instruments for Marius Lunar pit Investigation - "Геофізичні інструменти для дослідження місячного провалу в пагорбах Маріуса"), спрямована на вивчення провалу в пагорбах Маріуса - отвору на поверхні Місяця, який може з'єднуватися з великою підземною лавовою трубкою.
Лавові тунелі утворюються, коли зовнішній шар потоку лави остигає і твердне, тоді як розплавлена порода продовжує рухатися під ним. Коли лава йде, на її місці залишаються порожнисті тунелі. Вчені вважають, що такі формування можуть існувати під деякими ділянками вулканічного ландшафту Місяця.
За допомогою геофізичних вимірювань GIMLI дозволить з'ясувати, що знаходиться під провалом, і визначити, чи він пов'язаний з більшим підземним ходом. Отримані дані також дадуть нове уявлення про вулканічні процеси, що сформували теперішній вигляд Місяця.
Підтвердження існування великих підземних порожнин може стати важливою перевагою для майбутніх пілотованих експедицій.
Поверхня Місяця схильна до різких перепадів температур, впливу шкідливого іонізувального випромінювання та частих ударів мікрометеоритів. Підземні лавові тунелі можуть забезпечити більш стабільний температурний режим і природний захист від цих небезпек.
Замість покладатися виключно на захисні споруди, зведені на поверхні, майбутні астронавти, можливо, зможуть використовувати наявні геологічні структури Місяця як укриття.
Таким чином, підтвердження наявності та визначення розмірів таких підземних просторів можуть вплинути на вибір місць для розміщення майбутніх місячних баз та їх проєктування.
Науковим керівником місії GIMLI призначено доктора Натаніеля Путцига з Інституту планетології (Planetary Science Institute).
Пошук прихованого льоду та корисних місячних ресурсів
Третє дослідження присвячене ще одному ресурсу, який може бути критично важливим для тривалого перебування людини на Місяці — водяному льоду.
Комплекс приладів DISCO (Depth Imager with Spectral and Color Optics - "Прилад для вимірювання глибини зі спектральною і кольоровою оптикою") призначений для проведення перших прямих вимірювань льоду, що зберігся на поверхні Місяця в невеликих, надзвичайно холодних зонах - так званих "мікрохолодних пастках".
У цих зонах зберігаються досить низькі температури, що перешкоджають випаровуванню льоду, оскільки туди майже або зовсім не проникає пряме сонячне світло. Визначення розташування, обсягу та характеру розподілу льоду допоможе вченим зрозуміти, чи можна використовувати його як доступний ресурс для майбутніх місячних місій.
Доставлення води із Землі в космос коштує дуже дорого. Виявлення доступного льоду на Місяці з часом може дозволити астронавтам отримувати воду на місці, а також можливо переробляти її в кисень і водень для інших цілей.
В рамках проєкту DISCO також буде досліджено фізичні властивості місячної поверхні.
Одне із завдань - зрозуміти, що відбувається в момент посадки космічного апарату. Реактивний струмінь двигуна може підіймати пил та пухкий ґрунт, що здатне негативно вплинути на розташоване поблизу обладнання та споруди.
Крім того, дослідники вивчать стійкість поверхні, щоб оцінити, наскільки безпечно по ній зможуть пересуватися астронавти, роботизовані транспортні засоби та інше обладнання.
Сукупність отриманих даних допоможе NASA зробити посадку та роботу на поверхні Місяця безпечнішими, а також удосконалити технології, які дозволять перетворити місячний лід на корисний ресурс для програми створення місячної бази.
Керівником проєкту DISCO стане доктор Аріель Дойч із Дослідницького центру імені Еймса (NASA), розташованого у Кремнієвій долині (Каліфорнія).
Створення фундаменту для першої місячної бази людства
У сукупності ці три дослідні проєкти допоможуть вирішити ряд найважливіших завдань, пов'язаних із забезпеченням постійної присутності людини за межами Землі.
LEMS-SP допоможе вченим оцінити фактори довкілля, що становлять загрозу; GIMLI дозволить з'ясувати, чи можуть підземні лавові трубки бути природним укриттям; а DISCO займеться вивченням потенційних водних ресурсів та властивостей місячної поверхні.
Отримані результати можуть вплинути на багато аспектів: від вибору місць для розміщення майбутніх житлових модулів до проєктування обладнання та розробки систем, які дозволять астронавтам використовувати ресурси, що вже є на Місяці.
"Кожен новий проєкт, відібраний у рамках програми PRISM, розширює наші можливості щодо проведення масштабних, проривних наукових досліджень на поверхні Місяця", – зазначив Бред Бейлі, директор Управління з інтеграції стратегій у галузі досліджень (Exploration Science Strategy Integration Office) під час Дирекції наукових місій NASA. "Ці дослідження наочно показують, як програма 'Артеміда' (Artemis) та проєкт місячної бази розширюють межі вивчення Місяця: вони сприяють впровадженню інноваційних технологій, поглиблюють наше розуміння місячного середовища та готують ґрунт для майбутніх місій за участю астронавтів."
NASA прагне збільшити частоту польотів на Місяць, готуючись до створення постійної бази. У ході цих місій на Місяць доставлятимуться наукові прилади та нові технології, покликані зміцнити лідерство США у космічній науці, підтримати довгострокову присутність на Місяці та підготувати основу для ще більш амбітних пілотованих експедицій.
Ключову роль у цьому процесі відіграє ініціатива NASA під назвою CLPS (Commercial Lunar Payload Services - "Комерційні послуги з доставлення корисного навантаження на Місяць"), в рамках якої агентство співпрацює з американськими компаніями для транспортування наукових, дослідних та технологічних вантажів на поверхню та орбіту Місяця. Крім сприяння астронавтам у їхньому житті та роботі на Місяці, знання, отримані під час цих досліджень, можуть виявитися вкрай важливими для реалізації більш довгострокової мети НАСА — відправлення людей на Марс.
