Wenn Astronauten zum ersten Mal seit der Apollo-Ära zum Mond zurückkehren, werden sie mit der Durchführung einiger sehr lukrativer wissenschaftlicher Operationen beauftragt. Wie ihre Vorgänger wird dies eine Probenrückgabemission beinhalten, bei der sie Mondgestein und Regolith zur Untersuchung zurückbringen. Es gab auch Vorschläge, dass erneute Missionen zum Mond Proben von Mondeis zurückbringen, damit Wissenschaftler feststellen können, woher das Wasser des Mondes stammt.
Und es scheint, als hätte die NASA zugehört und hätte gerne einen öffentlichen Beitrag dazu! Zu diesem Zweck haben sich das NASA Tournament Lab und TechConnect Ventures (eine offene Innovationsplattform) zusammengetan, um die NASA Lunar Deep Freeze Challenge . Grundsätzlich sucht die NASA nach Ideen, wie kalte Proben, die in der Mondpolarregion gesammelt wurden, konserviert und für die Rückreise zur Erde eingefroren werden könnten.
Wie wir in a . erkundet haben Vorheriger Artikel hier an der UT spekulieren Wissenschaftler seit Jahrzehnten, dass es auf dem Mond Eis geben könnte. Seit den 1990er Jahren haben zahlreiche Robotermissionen seine Existenz in den Permanent Shadowed Regions (PSRs) im Südpol-Aitken-Becken bestätigt. Die Verteilung, Tiefe, das Volumen und (am wichtigsten) die Herkunft des Mondwassers sind jedoch ein Rätsel geblieben.
Illustration von Artemis-Astronauten auf dem Mond. Credits: NASA
Daher wurde in einem Artikel von . eine Mondeisproben-Rückkehrmission empfohlen Igor Aleinov (vom NASA Goddard Institute for Space Studies) und seinen Mitarbeitern, die im Rahmen der Artemis Science Definition Call . Aus diesem Grund sucht die NASA auch nach innovativen Lösungen, um Proben von Mondeis gut erhalten und intakt zu halten, und die auf Methoden angewiesen sind, die klein, leicht und effizient sind.
Chad Hammons, der die Herausforderung über das Gateway Operations Integration and Utilization Office (im Johnson Space Center der NASA) verwaltet, erklärte kürzlich in einem NASA-Projekt die wissenschaftliche Bedeutung von Mondeisproben Pressemitteilung :
„Die Analyse dieser ultrakalten Mondproben wird es einer neuen Generation von Wissenschaftlern und Kuratoren ermöglichen, ihre Techniken zu verfeinern und uns dabei zu helfen, uns auf zukünftige Missionen zum Mond und darüber hinaus vorzubereiten und gleichzeitig wissenschaftliche Geheimnisse über die Entwicklung von Erde, Mond und Sonne zu lüften System. Wir verlassen uns darauf, dass die globale Gemeinschaft von Innovatoren wertvolle Ideen liefert, um die Herausforderung anzugehen, diese Proben kalt zu halten und sie zurück zur Erde zu transportieren.“
Die Mindestzeit für eine Mission von der Mondoberfläche bis zum Auftauchen auf der Erde beträgt etwa zwei Wochen. Daher hat die NASA betont, dass das für den Transport von Mondeisproben verwendete Kaltstausystem in der Lage sein muss, die kryogenen Temperaturen mindestens so lange aufrechtzuerhalten. Dies ist definiert als Temperaturen im Bereich von –150 °C (-238 °F) bis zum absoluten Nullpunkt (-273 °C; -460 °F).
Künstlerische Darstellung des Lunar Gateway. Bildnachweis: NASA
Die Aufrechterhaltung dieser Temperaturen ist von entscheidender Bedeutung, da die NASA hofft, den Isotopengehalt der Eisproben und das Vorhandensein anderer flüchtiger Stoffe bestimmen zu können. Neben der vertikalen Verteilung von Wassereis in Mondkratern wird dies Hinweise darauf geben, woher das Wasser des Mondes stammt – sei es durch uralte vulkanische Aktivität, von Kometen abgelagert, oder durch die Wechselwirkung von Sonnenwind (Wasserstoffpartikel) mit elementarem Sauerstoff.
Wie sie das Ziel der LDF-Herausforderung auf dem TechConnect-Unternehmen Webseite:
„Eine universelle kryogene Einzelsystemlösung, die kontinuierlich von Menschliches Landesystem (HLS) zu NASA-Einrichtungen auf der Erde wäre ideal; Alle innovativen Kombinationen von Ansätzen, Prozessen und Systemen, die eine umsetzbare Lösung für diese Herausforderung liefern können, sind jedoch von großem Interesse.“
Die NASA will auch Konzepte, die an Bord der Mondtor die nach Artemis III (2024) in einer Umlaufbahn um den Mond gebaut und bis 2028 fertiggestellt werden soll Orion Raumfahrzeugen und an Bord bodengestützter Bergefahrzeuge gelten ebenfalls als ideal. Das Ziel hier ist es, sicherzustellen, dass die Probennahme von Mondeis noch lange danach fortgesetzt werden kannArtemis IIIstattfinden.
Um die Einführung neuer Technologien zu beschleunigen, hat die NASA die Herausforderung in zwei verschiedene Kategorien unterteilt. Sie beinhalten:
Kleine transportable kryogene Sicherheitssysteme:
Einreichungen für diese Kategorie müssen tragbare und modulare Systeme sein, die in mehreren Fahrzeugen installiert werden können, einschließlich HLS, Lunar Gateway und Orion. Es kann sich auf ein aktives, passives oder hybrides Kühlsystem verlassen, um Proben auf konstanten kryogenen Temperaturen zu halten und muss ihren sicheren Transport zurück zur Erde ermöglichen.
Künstlerische Darstellung von Oberflächenoperationen auf dem Mond. Bildnachweis: NASA
Langfristige kryogene Stauung und Transport:
Für diese Kategorie sucht die NASA nach Einreichungen, die zu langfristigen Lösungen für die kryogene Stauung, zur Verbesserung bestehender kryogener Systeme und zu Fortschritten in Richtung der Kryotechnologie der nächsten Generation führen. Dazu können (aber nicht ausschließlich) Systeme gehören, die den Leistungsbedarf senken oder eliminieren, leichter und kompakter sind, die Leistung und Effizienz verbessern und zukünftige Technologien nutzen.
Es wird ein Gesamtpreispool von bis zu $40.000 vergeben, wobei $20.000 für jede Herausforderungskategorie zugeteilt werden. Der Wettbewerb bleibt bis zum 12. November 2020 für Einreichungen offen. Interessierte sind herzlich eingeladen, sich die Wettbewerbsseite für mehr Informationen.
Die Erforschung des Mondeises wird voraussichtlich eine Fülle von Informationen liefern. Neben der Beantwortung der bleibenden Frage, wo das Wasser des Mondes herkommt, wird es auch Einblicke in die Urgeschichte des Mondes selbst geben. Darüber hinaus kann es auch Aufschluss darüber geben, wie Wasser zu Beginn seiner Geschichte im gesamten Sonnensystem verteilt wurde, und uns sogar helfen, zu erfahren, wie das Leben auf der Erde entstanden ist.
Und alles beginnt damit, dass wir etwas von diesem Mondeis in die Hände bekommen und es sicher und wohlbehalten nach Hause bringen können! Kommen wir zu diesem Volk!
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