月球手电筒寻找月球水

当月球上一个永久社区的口渴的居民从月球南极喝一大口淡水时，他们将享受到在乔治亚州组装和测试的被称为月球手电筒的 30 磅航天器的好处理工学院（乔治亚理工学院）。月球手电筒将使用强大的激光和机载光谱仪来搜索南极陨石坑的阴影区域，以寻找地表冰的证据。较早的 NASA 任务表明，月球这些区域可能有冰冻的水，通过靠近地表运行，航天器将能够确定可能值得未来任务探索的位置。

月球手电筒由来自 NASA 喷气推进实验室 (JPL)、NASA 戈达德太空飞行中心 (GSFC)、加州大学洛杉矶分校 (UCLA)、佐治亚理工学院和 NASA 马歇尔太空飞行中心 (MSFC) 的团队开发。

佐治亚理工学院航空航天工程学院的研究人员与 MSFC 合作开发了航天器的推进系统——一种使用改进的环保推进剂的新技术——并与佐治亚理工学院 (GTRI) 合作组装和测试月球手电筒。亚特兰大的一套独特的设施。

除了研究月球的冰层之外，月球手电筒还将证明小型航天器可以拥有很大的能力。这将是第一个使用绿色单推进剂推进系统在月球轨道插入的 CubeSat - 并改变位置以将其仪器瞄准、将数据发送回地球，并收集阳光为其运行提供动力。 CubeSat 的大小与台式电脑差不多，也将率先使用主动激光光谱技术探索月球表面。

到目前为止，CubeSats——因其使用标准尺寸的立方体模块而得名——主要承担地球轨道上的任务，不需要强大的推进系统。月球手电筒将有助于展示小型且相对便宜的航天器处理以前为大型飞行器保留的重要太空任务的能力。

月球手电筒携带四个强大的近红外激光器，在近红外光谱的不同波长下工作。激光将瞄准陨石坑的阴影区域，并将依次操作以照亮可能已经沉积并防止冰融化的位置。冰形式的水会吸收激光，而干燥的月球土壤（称为风化层）会将光束反射回航天器的光谱仪。

“通过研究返回的光，系统将告诉我们这些永久阴影区域是否存在水冰，”GTRI 首席研究工程师、佐治亚理工学院月球手电筒项目首席研究员 Jud Ready 说。月球手电筒科学团队将解读 CubeSat 的测量数据以及其他航天器收集的数据集，以进一步了解月球冰层的丰度和分布。

激光器将由一个大型锂离子电池供电，该电池将由航天器上的四个太阳能电池板充电。激光器、光谱仪和电池约占月球手电筒总体积的三分之一。

寻找冰的数据将通过类似于其他 NASA 任务中使用的无线电发射器传送到 NASA 的深空网络。无线电还将接收从地球上的控制器发送到航天器的命令；由于将信号传输到月球需要时间，因此命令将被存储并在特定时间执行。数据将进入佐治亚理工学院位于航空航天工程学院的任务操作控制中心，并被转发到加州大学洛杉矶分校进行分析并在 NASA 行星数据系统中存档。佐治亚理工学院的航天器控制器将监控信号，以确保月球手电筒按预期运行。

月球手电筒的目标是解决 NASA 的战略知识差距之一：了解月球冷点（称为“冷阱”）中水和水离子（如羟基 (OH)）的组成、数量、分布和形式。以前的 NASA 月球轨道器和其他任务已经在月球的高纬度地区发现了潜在的水冰沉积物。月球手电筒将以一到两公里的空间分辨率绘制少数这些沉积物，提供比早期任务更多的细节。除了确认冰冻水的存在之外，月球手电筒还将提供信息，这些信息可能有助于确定未来的任务可能会降落在哪里对水进行采样并评估人类对水的潜在用途。

利用月球自身的水资源来支持人类生活和生产燃料，可以通过减少需要从地球发射的材料量来降低维持永久性月球社区的成本。除了水，美国宇航局还希望利用月球材料制造氧气和推进剂，用于发射回程航班。