Eine bahnbrechende Wärmebildkamera, die an der Universität Oxford gebaut wurde, steht kurz vor ihrem Start an Bord der Lunar Trailblazer-Mission der NASA, die auf der Suche nach Wasser auf dem Mond abzielt.
Die kleine Raumsonde wird die Mondoberfläche nach verstecktem Wassereis absuchen, insbesondere in schattigen Kratern am Südpol, wo zukünftige Astronauten möglicherweise eine nachhaltige Wasserquelle finden. Bei der Mission werden hochmoderne Sensoren eingesetzt, darunter das in Großbritannien entwickelte Lunar Thermal Imager, um die bislang detaillierteste Wasserkarte zu erstellen und wichtige Daten für zukünftige Erkundungen und Reisen in den Weltraum zu liefern.
Am Mittwoch, den 26. Februar, wird eine von Forschern der Fakultät für Physik der Universität Oxford entwickelte Wärmebildkamera im Rahmen der Lunar Pathfinder-Mission der NASA zum Mond geschickt. Ziel der Mission ist es, Wasserquellen auf dem Mond zu kartieren, Wissenschaftlern dabei zu helfen, den Wasserkreislauf auf dem Mond zu verstehen und wichtige Daten für zukünftige robotische und menschliche Erkundungen bereitzustellen.
Im Orbit wird das 200 Kilogramm schwere und etwa waschmaschinengroße Raumschiff zwölfmal am Tag die Mondoberfläche mit einer Auflösung von 50 Metern abtasten. Mit hochmodernen Instrumenten wird es sich auf die Hauptmerkmale des Mondes konzentrieren, einschließlich der permanent beschatteten Krater am Südpol des Mondes, die möglicherweise große Mengen Wassereis enthalten – möglicherweise 600 Millionen Tonnen. Wenn es sich bewährt, könnte dieses Wassereis gereinigt und als Trinkwasser verwendet oder zu Treibstoff und atembarem Sauerstoff verarbeitet werden, was langfristige Mondmissionen einfacher machen würde.
Der von der Planetary Experiment Group der Universität Oxford entwickelte Lunar Thermal Imager (LTM) ist eine Schlüsselkomponente der Mission. Dieses fortschrittliche Instrument misst die Temperatur der Mondoberfläche und analysiert die Mineralien, aus denen das Mondgelände besteht, und hilft so, das Vorhandensein und den Standort von Wasser zu bestätigen. Das LTM wird mit dem High-Resolution Volatiles and Minerals Lunar Mapper (HVM3) der NASA/JPL zusammenarbeiten, um die bisher detaillierteste Karte des Mondoberflächenwassers zu erstellen.
Lunar Trailblazer ist ein ausgewähltes Projekt für die Small Innovative Missions for Planetary Exploration (SIMPLEx) 2019 der NASA, das kostengünstigen wissenschaftlichen Raumfahrzeugen die Möglichkeit bietet, bei ausgewählten Primärmissionen mitzufahren. Das Raumschiff wird als Hilfsnutzlast für eine geplante Mondlander-Mission unter der Leitung von Intuitive Machines starten und damit quasi als Mitfahrgelegenheit für das größere Raumschiff dienen, das eine sanfte Landung auf dem Mond versuchen wird.
Da die Triebwerke der Raumsonde relativ klein sind, wird ihre geplante Umlaufbahn die Anziehungskraft von Sonne, Erde und Mond nutzen, um sie in ihre endgültige Umlaufbahn zu führen – eine Technik, die als Niedrigenergietransfer bekannt ist. Die von den Raketentriebwerken bereitgestellte Energie wird das Raumschiff am Mond vorbei und in den Weltraum treiben, bevor es von der Schwerkraft zurückgezogen wird. Das Raumschiff wird dann die Sprengkraft kleiner Triebwerke nutzen, um seine Umlaufbahn langsam zu korrigieren, bis es sich etwa 60 Meilen (100 Kilometer) über der Mondoberfläche befindet. Lunar Pathfinder wird vier bis sieben Monate brauchen, um seine endgültige Umlaufbahn zu erreichen.
Das LTM wurde von der Planetary Experiments Group im Fachbereich Physik der Universität Oxford mit 3,1 Millionen Pfund Förderung von der britischen Weltraumbehörde und dem Ministerium für Wissenschaft, Innovation und Technologie (DSIT) gebaut. Für das Team ist der Bau des LTM die jüngste Errungenschaft in 50 Jahren Entwicklung von Komponenten für Raumfahrt- und Infrarot-Wärmebildkameras, darunter Komponenten für Missionen zum Mars, Saturn und zum Mond. Die LTM-Komponenten werden von einer Reihe akademischer Institutionen und Unternehmen im Vereinigten Königreich hergestellt (Einzelheiten unten), eine gemeinsame Anstrengung, die die Führungsrolle des Vereinigten Königreichs in der Weltraumforschung und wissenschaftlichen Forschung unterstreicht.
Professor Neil Bowles, Instrumentenwissenschaftler für die Mondwärmebildkamera am Fachbereich Physik der Universität Oxford, sagte:
„Die Lunar Thermal Imager wurde in Oxford entworfen, gebaut und getestet, und dieser Start ist ein wichtiger Moment für unser gesamtes Team. Temperaturmessungen werden dazu beitragen, das Vorhandensein eines Wassersignals in den Messungen von HVM3 zu bestätigen, und zusammen werden die beiden Instrumente die Zusammensetzung des Mondes kartieren und uns Details zeigen, die bisher nur angedeutet wurden.“
Die Mission könnte auch Aufschluss darüber geben, warum es auf dem Mond Wasser gibt. Mögliche Ursachen sind der Einschlag von Kometen und „nassen Asteroiden“ auf dem Mond; alte Vulkanausbrüche, die Wasserdampf aus dem Mondinneren austrieben; oder Wasserstoff im Sonnenwind, der sich mit Sauerstoff auf dem Mond verbindet. Die Ergebnisse von Lunar Pathfinder werden zeigen, welche Hypothese wahrscheinlicher ist.
Lauren Taylor, Leiterin von Großprojekten bei der britischen Raumfahrtbehörde, sagte:
„Die britische Weltraumbehörde freut sich, an der Lunar Pathfinder-Mission der NASA teilzunehmen. Unsere Zusammenarbeit mit der Universität Oxford bei der Entwicklung der Lunar Thermal Imager zeigt die Führungsrolle Großbritanniens in der Weltraumforschung und wissenschaftlichen Forschung. Diese Mission wird wertvolle Daten über die Wasserressourcen des Mondes liefern, zukünftige bemannte Missionen unterstützen und unser Verständnis der Mondumgebung verbessern.“
Zusammengestellt von /ScitechDaily