科学家们争相为2021年登月制造有效载荷

lander on moon's surface

像这样的商业着陆器将携带科学和技术有效载荷,包括加州大学伯克利分校制造的一个,到月球表面,为美国宇航局宇航员在2024年登陆月球铺平道路。(图片由NASA提供)

美国加州大学伯克利分校(University of California, Berkeley)的航天科学家们正在寻找备件和现成的硬件,以便在短短两年内制造出能登上月球的科学仪器。

美国国家航空航天局昨天宣布,在未来几年内,它已经选择了12个科学有效载荷,执行3次登月任务。其中之一将是月球表面电磁学实验(LuSEE),该实验将在加州大学伯克利分校物理学教授斯图尔特·贝尔(Stuart Bale)的指导下进行。贝尔曾参与美国宇航局的几次任务,其中包括去年8月发射的帕克太阳探测器(Parker Solar Probe)。

这项科学和技术实验将在即将到来的人类任务之前探索月球表面环境,是nasa 6037与商业伙伴合作的一部分,目的是在2024年之前向月球发射有效载荷。

贝尔和他的同事们在加州大学伯克利分校的空间科学实验室有不到600万美元的成本,这意味着他们将指派备件最初修建的帕克太阳探测器和其他航天器,包括音响,于2006年推出,还提供立体视图的太阳,和2013年的MAVEN火星任务。“路西”号将对月球表面的电磁现象进行全面测量,并建立一个简单的射电望远镜——这是月球上第一个运行中的望远镜。

“NASA想要准备就绪的仪器,因为日程安排非常紧凑。我们正在讨论将一些东西整合起来,并在大约18个月内交付,这是非常快的,”贝尔说。“我们建议重新飞行我们的帕克太阳能探测仪器,这就像一个魅力,团队仍然在一起调整它。我们擅长快速建立实验,这很有效。”

“伯克利大学将在月球表面进行一项实验,”贝尔补充说。“我觉得这很酷。”

两周的寿命?

这项实验预计不会超过月球上的一个白天——大约两周——因为电池将在两周的夜间放电。但贝尔希望它能在月球的黑暗中幸存下来,并活到另一个月球日。

the moon and its environment

月球表面电磁学实验(简称LuSEE)将由空间科学实验室(Space Science Laboratory)建立,研究月球’s表面的磁场和电场,以及它们与细微尘埃颗粒之间的相互作用。这些科学仪器将降落在月球的日光一侧,在那里,阳光撞击原子中的电子,使尘埃静电充电并悬浮起来。(加州大学伯克利分校图片,斯图尔特·贝尔)

“热环境很恶劣的阴暗面,所以我们会在早上,当太阳升起在月球上,花两个星期-一个月球日光观察疯狂,当它变成晚上,探测器进入黑暗和电池将耗尽,因为没有太阳能充电输入它们。他们不需要在另一边醒来。”

这些任务是美国宇航局商业月球有效载荷服务计划的一部分,该计划于5月31日委托三家后起之先的公司建造月球着陆器,让美国宇航局重返月球。美国上一次登月是在1972年的阿波罗17号载人登月计划。这些着陆器将携带12个有效载荷,其中7个用于回答行星科学和太阳物理学的问题,5个用于展示新技术。

“These新月球载荷代表尖端创新将帮助我们了解月亮正如我们之前从来没有的,在我们准备土地人类在月球上,最终,火星,” Thomas Zurbuchen说副管理员agency’s科学任务理事会在华盛顿特区“Each月球带来新的东西,可以利用早期program.”航班通过我们的商业伙伴关系

三个着陆器中的一个将携带“路西”号探测器,它将测量月球波动的磁场以及太阳光线和电子激起的尘埃。

贝尔说,对于未来的月球殖民者来说,灰尘可能是一个大问题。阿波罗17号的宇航员哈里森·施密特对月球上的灰尘过敏,一名医生在返回地球时卸载了施密特的宇航服。在阿波罗号着陆器内部,细小的灰尘也是一个麻烦,因为它是带电的,粘在任何东西上。

月球表面也带有静电,这可能会给月球上的结构和人类带来问题。阿波罗号的宇航员在月球的昼夜边界处看到了喷涌而出的尘埃,这大概是由于月球亮部和暗部的电压差异造成的。电压差也会给表面的物体充电,导致火花。

贝尔感兴趣的是,当太阳穿过天空时,表面的静电环境如何变化,以及这种变化的静电环境如何影响尘埃。船上的磁力仪将测量磁场的变化,到目前为止,磁场的变化只能由绕月球飞行的航天器间接测量,使用的是空间科学实验室制造的仪器。

露西号还将携带美国在月球上的第一个射电望远镜,这是一个简单的偶极子天线,类似兔耳电视天线。该天线将与帕克太阳探测器上的天线相同。帕克太阳探测器目前能够记录银河系发出的无线电辐射,其频率范围是地球上无法探测到的,因为大气中的离子阻挡了这些波长。

贝尔说:“我相信我们会看到太阳——太阳耀斑、3型射电风暴、日冕物质抛射——还有木星和其他行星,我们已经用太阳探测器看到了。”“我们将看到大量来自地球的排放。我们计划对月球表面的无线电环境进行调查,为将来更先进的射电望远镜做准备。”

月球上的这种太阳能阵列可以回答关于宇宙早期历史的问题,包括“再电离时代”,即宇宙大爆炸后大约4亿年,第一批恒星开始形成的时期。

相关信息

  • 美国国家航空航天局的新闻稿
  • 斯图亚特·贝尔的网站

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://news.berkeley.edu/2019/07/02/scientists-scramble-to-build-payload-for-2021-moon-landing/

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