VIPER (вездеход) - VIPER (rover)

VIPER
VIPER lunar rover.jpg
Художественное впечатление от работы VIPER в темноте.
Тип миссииРазведка, поиск ресурсов
ОператорНАСА
Интернет сайтhttps://www.nasa.gov/viper
Продолжительность миссии~ 100 дней[1][2][3]
Свойства космического корабля
Тип космического корабляРоботизированный луноход
ПроизводительАстроботические технологии
Сухая масса430 кг (950 фунтов)[4]
Начало миссии
Дата запускаНоябрь 2023 г. (планируется)[4]
Ракета[быть определенным ]
Луна ровер
Дата посадкиНоябрь – декабрь 2023 г.
Посадочная площадкаЮжный полюс область, край[2]
 

VIPER (Volatiles исследуют полярный исследовательский вездеход) это луноход разработан НАСА, и в настоящее время планируется доставить на поверхность Луны в ноябре 2023 года.[4][5] Марсоходу будет поручена разведка лунные ресурсы в постоянно затененных участках в южный полюс Луны региона, особенно путем картирования распределения и концентрации ледяная вода. Миссия основана на предыдущей концепции марсохода НАСА под названием Исследователь ресурсов, который был отменен в 2018 году.[6]

11 июня 2020 года НАСА наградило Астроботические технологии из Питтсбурга 199,5 миллиона долларов США для доставки VIPER к южному полюсу Луны к концу 2023 года. VIPER будет доставлен на борт посадочного модуля Griffin Astrobotic в рамках программы НАСА. Коммерческие службы лунной полезной нагрузки (CLPS) инициатива. Astrobotic отвечает за комплексные услуги по доставке VIPER, включая интеграцию с посадочным модулем Griffin, запуск с Земли и посадку на Луну.[7]

Обзор

Орбитальная съемка Луны, выполненная Картограф лунной минералогии инструмент по Индии Чандраяан-1 орбитальный аппарат. Синий показывает спектральную сигнатуру гидроксид, зеленым цветом показана яркость поверхности, измеренная по отраженному инфракрасному излучению от солнце а красным - минерал под названием пироксен.
На изображении показано распределение поверхностного льда на южном полюсе Луны (слева) и северном полюсе (справа), с точки зрения НАСА. Картограф лунной минералогии (M3) спектрометр на борту индийского Чандраяан-1 орбитальный аппарат.

Ровер VIPER, который в настоящее время находится в стадии разработки, будет иметь размер, аналогичный гольф-кару (около 1,4 × 1,4 × 2 м), и ему будет поручена разведка лунные ресурсы, специально для ледяная вода, составив карту его распространения и измерив его глубину и чистоту.[1][2] Распределение воды и форма должны быть лучше поняты, прежде чем ее можно будет оценить как потенциальный архитектурный элемент в рамках любой развивающейся лунной или марсианской кампании.[8]

Марсоход VIPER является частью программы открытия и исследования Луны, осуществляемой Управление научной миссии в штаб-квартире НАСА, и он предназначен для поддержки экипажей Программа Artemis.[2] НАСА Исследовательский центр Эймса управляет проектом марсохода. Оборудование для марсохода разрабатывается Космический центр Джонсона, а инструменты предоставлены Эймсом, Кеннеди и Робототехника пчелы.[2] Руководитель проекта Дэниел Эндрюс,[2][9] и ученый проекта - Энтони Колапрете, который реализует технологию, разработанную для ныне закрытого Ровер Resource Prospector.[10] Ориентировочная стоимость миссии составляет 250 миллионов долларов США.[3]

Ровер VIPER будет работать в Южный полюс регион еще предстоит определить.[1] Планируется, что VIPER проедет несколько километров, собирая данные о различных типах почв, подверженных влиянию света и температуры - в полной темноте, при случайном освещении и при постоянном солнечном свете.[11][2] Как только он попадет в постоянно затененное место, он будет работать только от батареи и не сможет перезарядить их, пока не поедет в освещенную солнцем область. Общее время его работы составит 100 земных суток.[1][2][3]

И пусковая установка, и посадочный модуль, которые будут использоваться, будут предоставлены на конкурсной основе через Коммерческие службы лунной полезной нагрузки (CLPS) подрядчики.[1][2][3] НАСА планирует посадить марсоход к концу 2023 года.[5]

Фон науки

Основные статьи: Лунная вода и Лунные ресурсы

Данные, полученные Луна 24, Лунный разведывательный орбитальный аппарат, Чандраяан-1, а Спутник для наблюдения и зондирования лунного кратера, показал, что лунная вода распространен широко (хотя и тонко) по поверхности Луны, особенно в постоянно затененных кратерах в регион Южного полюса.[12][13]

Вода могла быть доставлена ​​на Луну в течение геологического времени в результате регулярной бомбардировки водоносных слоев. кометы, астероиды и метеороиды,[14] или производятся непрерывно на месте ионами водорода (протоны ) из Солнечный ветер воздействие кислородсодержащих минералов.[15] Водяной лед вряд ли присутствует в виде толстых, чистых ледяных отложений, а скорее в виде тонкого покрытия на зернах почвы.[16][17][18]

Если можно добывать и извлекать молекулы воды (ЧАС
2О) в больших количествах он может распадаться на его элементы, а именно водород и кислород, и образовывать молекулярный водород (ЧАС
2) и молекулярный кислород (О
2) для использования в качестве ракетного двухкомпонентного топлива или для производства соединений для металлургический и химические производственные процессы.[19] Только производство топлива, которое было оценено совместной группой промышленных, правительственных и академических экспертов, определило краткосрочную годовую потребность в 450 метрических тонн лунного топлива, что соответствует 2450 метрическим тоннам обработанной лунной воды, что принесет 2,4 миллиарда долларов США. дохода ежегодно.[20]

Полезная нагрузка науки

Марсоход VIPER будет оснащен дрелью и тремя анализаторами. Система нейтронного спектрометра (NSS) будет обнаруживать подповерхностные воды на расстоянии, затем VIPER остановится в этом месте и развернет буровую установку TRIDENT длиной 1 м (3 фута 3 дюйма) для получения образцов для анализа двумя его бортовыми спектрометры:[2][3][21]

Название инструментаСокр.ПровайдерФункция[22]
Система нейтронного спектрометра
НСС
НАСА
Обнаружение подповерхностного водорода (потенциально воды) на расстоянии, предлагая лучшие места для бурения. Он измеряет энергию, выделяемую атомами водорода при ударе нейтроны. Первоначально разработан для Исследователь ресурсов вездеход.[8]
Реголит и ледобур для исследования новой местности
ТРЕЗУБЕЦ
Робототехника пчелы
Буровая установка диаметром 1 м позволит получить пробы из недр.
Спектрометр летучих веществ в ближнем инфракрасном диапазоне
NIRVSS
Исследовательский центр Эймса (НАСА)Анализировать минеральный и летучий состав; определить, принадлежит ли водород, с которым он встречается, к молекулам воды (H2O) или в гидроксил (ОЙ−). Первоначально разработан для Исследователь ресурсов вездеход.[8]
Подсистемы: Spectrometer Context Imager (камера широкого спектра); Датчик длинноволновой калибровки (измеряет температуру поверхности в очень малых масштабах).
Масс-спектрометр для наблюдения за лунными операциями
MSolo
Космический центр Кеннеди (НАСА)Анализируйте минеральный и летучий состав. Измеряет отношение массы к заряду из ионы для выяснения химических элементов, содержащихся в образце.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ а б c d е Луноход НАСА VIPER будет охотиться за водой на Луне в 2022 году. Девин Колдевей, Хруст. 25 октября 2019 г. Цитата: «VIPER - это ограниченная по времени миссия; работа на полюсах означает, что солнечные батареи не собирают солнечного света, поэтому марсоход будет нести всю необходимую мощность, чтобы продержаться там 100 дней».
  2. ^ а б c d е ж г час я j Новый луноход VIPER для нанесения на карту водяного льда на Луне. Сара Лофф, НАСА. 25 октября 2019 г. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в всеобщее достояние.
  3. ^ а б c d е НАСА запустит лунный VIPER для охоты на лунную воду в 2022 году. Меган Бартельс, Space.com. 25 октября 2019.
  4. ^ а б c Колапрет, Энтони (17 августа 2020 г.). "VIPER: Миссия лунной водной разведки" (PDF). НАСА. Получено 25 августа 2020.
  5. ^ а б Фуст, Джефф (26 февраля 2020 г.). «НАСА ищет заявки на поставку посадочного модуля VIPER». SpaceNews. Получено 26 февраля 2020.
  6. ^ Луна VIPER: НАСА хочет отправить марсоход для нюхания воды к Южному полюсу Луны в 2022 году. Меган Бартельс, Space.com. 16 октября 2019 г.
  7. ^ «НАСА выбирает астроботика для полета на Луну с водным вездеходом». НАСА. 11 июн 2020. Получено 14 июн 2020. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в всеобщее достояние.
  8. ^ а б c Исследователь ресурсов: Оценка потенциала ISRU полюсов Луны. Эльфик, Ричард; Колапрет, Энтони; Эндрюс, Дэниел. 42-я научная ассамблея КОСПАР. Состоялось 14–22 июля 2018 г. в Пасадене, Калифорния, США, Abstract id. B3.1-14-18. Июль 2018 г.
  9. ^ Марсоход НАСА VIPER будет искать водяной лед на Луне. Мариэлла Мун, ENGADGET. 26 октября 2019 г.
  10. ^ подтверждает планы по отправке марсохода на Луну. Джефф Фуст, Космические новости. 27 октября 2019 г.
  11. ^ Новый луноход VIPER для нанесения на карту водяного льда на Луне. Грей Хауталуома и Алана Джонсон. НАСА. Опубликовано PhysOrg 28 октября 2019 г.
  12. ^ НАСА ищет пути добычи воды на Луне и Марсе. Автор Содерман. Виртуальный институт исследования солнечной системы НАСА. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в всеобщее достояние.
  13. ^ Pieters, C.M .; Goswami, J. N .; Clark, R.N .; Annadurai, M .; Boardman, J .; Buratti, B .; Combe, J.P .; Дьяр, М. Д .; Green, R .; Head, J. W .; Hibbitts, C .; Hicks, M .; Isaacson, P .; Клима, Р .; Kramer, G .; Kumar, S .; Livo, E .; Lundeen, S .; Malaret, E .; McCord, T .; Горчица, J .; Nettles, J .; Петро, ​​Н .; Runyon, C .; Staid, M .; Саншайн, Дж .; Тейлор, Л. А .; Tompkins, S .; Варанаси, П. (2009). "Характер и пространственное распределение OH / H2O на поверхности Луны, видимой M3 на Chandrayaan-1". Наука. 326 (5952): 568–572. Bibcode:2009Sci ... 326..568P. Дои:10.1126 / science.1178658. PMID  19779151. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в всеобщее достояние.
  14. ^ Элстон, Д. (1968) «Характер и геологическая среда обитания потенциальных залежей воды, углерода и редких газов на Луне», Геологические проблемы в лунных и планетных исследованиях, Труды симпозиума AAS / IAP, Серия научных и технологических исследований AAS, Дополнение к достижениям в астронавтике. Наук, стр. 441
  15. ^ «НАСА - Лунный изыскатель». lunar.arc.nasa.gov. Архивировано из оригинал 14 сентября 2016 г.. Получено 25 мая 2015. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в всеобщее достояние.
  16. ^ "Моностатические радиолокационные наблюдения с помощью мини-радиолокатора постоянно затененных днов кратеров". Л. М. Йозвиак, Г. В. Паттерсон, Р. Перкинс. Lunar ISRU 2019: Развитие новой космической экономики за счет ресурсов Луны и их использования. 15–17 июля 2019 г., Колумбия, штат Мэриленд.
  17. ^ Нозетт, Стюарт; Спудис, Пол; Бусси, Бен; Дженсен, Роберт; Рэйни, Кейт; и другие. (Январь 2010 г.). "Демонстрация миниатюрной радиочастотной технологии (Mini-RF) лунного разведывательного орбитального аппарата". Обзоры космической науки. 150 (1–4): 285–302. Bibcode:2010ССРв..150..285Н. Дои:10.1007 / s11214-009-9607-5.
  18. ^ Neish, C.D .; Д. Б. Дж. Бусси; П. Спудис; У. Маршалл; Б. Дж. Томсон; Г. В. Паттерсон; Л. М. Картер (13 января 2011 г.). «Природа лунных летучих веществ, выявленная в результате наблюдений Mini-RF над местом падения LCROSS». Журнал геофизических исследований: планеты. 116 (E01005): 8. Bibcode:2011JGRE..116.1005N. Дои:10.1029 / 2010JE003647. Получено 26 марта 2012.
  19. ^ «Луна и вероятные начальные приложения по использованию ресурсов на месте (ISRU)». М. Ананд, И. А. Кроуфорд, М. Балат-Пичелин, С. Абанадес, В. ван Вестренен, Г. Перодо, Р. Яуманн, В. Себольдт. Планетарная и космическая наука; том 74; выпуск 1; Декабрь 2012 г., стр. 42-48. Дои:10.1016 / j.pss.2012.08.012
  20. ^ Moon Mining действительно может работать при правильном подходе. Леонард Дэвид, Space.com. 15 марта 2019.
  21. ^ https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20190029655.pdf Цели исследования Луны.] С. Дж. Лоуренс, НАСА. 2019 г. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в всеобщее достояние.
  22. ^ Где вода? Два инструмента для поиска ресурсов на поверхности Луны. НАСА. 10 марта 2019 г. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в всеобщее достояние.