Cubesaty do badań tajemnic w księżycowym cieniu

Lunar Meteoroid Impact Orbiter, w skrócie Lumio, podczas okrążania ciemnej strony Księżyca ma obserwować nagłe błyski światła towarzyszące uderzeniom meteoroidów w powierzchnię w trakcie księżycowej nocy. Druga misja, Lunar Volatile and Mineralogy Mapping Orbiter, VMMO, miałaby skupić swoją uwagę na znajdującym się w permanentnym cieniu kraterze blisko księżycowego bieguna południowego. Jej zadanie to poszukiwanie lodu wodnego oraz innych gazów lotnych potencjalnie ciekawych dla przyszłych kolonistów, jak również prowadzenie pomiarów promieniowania wokół Księżyca.

"Wybór finalistów był bardzo trudnym procesem, ponieważ wszystkie pomysły na studia koncepcyjne charakteryzowały się wysoką jakością - zwłaszcza wśród ostatnich czterech półfinalistów"- tłumaczy Roger Walker, dyrektor ds. technologii cubesatowych w ESA.

Europejskie firmy, uniwersytety oraz centra badawcze wspólnie pracowały nad tym, aby stworzyć misję księżycową pasującą do niskokosztowego standardu cubesat - zbudowanego z mierzących 10 cm sześcianów (Cube).

"Pomysł leżący za księżycowym konkursem cubesatowym był dużym wyzwaniem - dotychczas cubesaty pracowały tylko na orbicie okołoziemskiej. Jednakże w najbliższej dekadzie, wraz z wokółksiężycowymi misjami kapsuły Orion budowanej przez NASA i ESA oraz przy okazji misji komercyjnych, otworzą się możliwości lotu w kierunku Księżyca" - tłumaczy Walker.

Dwa zespoły finalistów zostały wybrane po końcowych prezentacjach w centrum multimedialnym ESA wykorzystywanym do planowania wszystkich misji Agencji. Finaliści mają teraz szansę w lutym i marcu pracować przy rozwijaniu misji ze specjalistami z ESA.

Poszukujący uderzeń Lumio to pojedynczy cubesat złożony z 12 jednostek, zaproponowany przez konsorcjum z Politechniki Mediolańskiej, Politechniki w Delft, EPFL, S[&]T Norway, Leonardo-Finnmeccanica oraz Uniwersytetu Arizony.

Okrążając specjalny punkt w kosmosie, zaawansowana kamera na pokładzie Lumio obserwowałaby uderzenia w ciemną stronę Księżyca. Podobne obserwacje na jasnej stronie Srebrnego Globu są prowadzone z teleskopów naziemnych, jednak nie obejmują one jego niewidocznej z Ziemi strony.

W miejscu, gdzie nie dociera odbite od Ziemi światło słoneczne, mogą zostać zaobserwowane bardzo delikatne rozbłyski. Pozwolą one na lepsze zrozumienie przeszłych i obecnych wzorców ruchu meteoroidów w Układzie Słonecznym. Tego typu obserwacje mogłyby w przyszłości rozwinąć się również w system wczesnego ostrzegania dla osadników księżycowych.

VMMO, rozwijany przez MPB Communications Inc, Surrey Space Centre, Uniwersytet Winnipeg oraz Lens R&D, także jest cubesatem o standardzie 12U. Za pomocą zminiaturyzowanego lasera ma prowadzić główne pomiary w Kraterze Shackleton, leżącym tuż obok bieguna południowego, mierząc zasoby lodu wodnego. Obszar wewnątrz krateru znajduje się w permanentnym cieniu, pozwala to na kondensacje i zamarzanie cząsteczek wody w tych bardzo zimnych warunkach.

Skanując obszary szerokości 10 metrów VMMO potrzebowałby około 260 dni, aby stworzyć mapę lodu wodnego wewnątrz krateru szerokiego na 20 km. Laserowo sonda przesyłałaby również dużą ilość danych na Ziemię przy pomocy eksperymentu komunikacji optycznej.

VMMO podczas przelotów nad oświetlonymi rejonami zebrałby pomiary zasobów księżycowych takich jak np. minerały, zaś w zaciemnionych miejscach monitorowałby dystrybucję lodu i innych gazów lotnych. Pozwoliłoby to na lepsze zrozumienie, jak kondensaty migrują wzdłuż powierzchni Księżyca podczas trwającej dwa tygodnie nocy.

Drugim eksperymentem ma być aparatura mierząca promieniowanie, która stworzyłaby dokładny model środowiska radiacyjnego na potrzeby przyszłych misji bezzałogowych i załogowych.

"Konkurs - prowadzony przez ESA w ramach wyzwania SysNova - pomógł zebrać szereg księżycowych i cubesatowych specjalistów w jednym miejscu" - dodaje Ian Carnelli z Europejskiej Agencji Kosmicznej. "Europejski sektor kosmiczny powinien w przyszłości być w stanie częściej korzystać z pojawiających się okazji do lotu".

Półfinalistami były misje: analizująca promieniowanie (MoonCARE) oraz prowadząca radiowe obserwacje astronomiczne po ciemnej stronie Księżyca (CLE).