NASA計劃推出新一代高科技月球車,可以在月球夜晚繼續工作

2020-11-26 手機鳳凰網

NASA目前已經在制定計劃，準備往月球表面發射首個長時間機械漫遊車任務，目的是在月球上探測水的存在。按計劃，該漫遊車將會在2022年登陸月球。

現在，那輛名為「揮發物調查極地探測車」(VIPER, Volatiles Investigation Polar Exploration Rover)的月球車仍然還只是一個任務概念。如果一切進展順利的話，該項目可能會開發出一種壽命較長的移動機器人，它可以在月球南極附近尋找水和其他揮發物。而且VIPER已經有了一個好的開始，因為VIPER是以NASA去年砍掉的一個名為「資源勘探者」(Resource Prospector)的項目為基礎的。這一次，這輛漫遊車將會是NASA阿爾忒彌斯計劃的急先鋒。

9月23日，NASA月球發現與探索項目的項目科學家布拉德·貝利(Brad Bailey)在於華盛頓舉行的行星科學諮詢委員會會議上談到了NASA的月球計劃，他表示：「我們深深地嵌在了科學和探索的交叉點上」。各種各樣的揮發物是兩個領域之間的特殊重疊區域，因此VIPER與這兩個領域都密切相關。

在科學方面，了解水到達月球的過程，可以幫助我們在板塊移動破壞地球古代地質記錄的情況下解釋地球獲得水的過程。此外，科學家們還正在探索從水冰中提取燃料甚至飲用水的方法。

但前提是弄清楚月球上的水在哪裡，而這就是VIPER的設計目的，VIPER 將會在它的南極著陸點，以及整個月球表面尋找水。NASA馬歇爾太空飛行中心的行星科學家Debra Needham表示：「這項任務是在月球表面尋找揮發物和潛在資源的重要組成部分。雖然現在還處於制定過程中，但這項任務是一項非常理想的任務。」

不過，就目前的情況來看，科學家們也只是在過去的十年才證實月球上確實存在大量的水冰，而且NASA上一次成功軟著陸月球的任務還是1972年的阿波羅17號任務，那次是人類最後一次踏上月球。在阿波羅計劃的後三次任務中，NASA也只發射過設計用於載人的月球車，這些月球車雖然都攜帶了一些儀器，但主要還是作為太空人的坐騎。

這意味著雖然VIPER 不一定是NASA阿爾忒彌斯時代的第一個登月任務，但它可能是NASA幾十年來的第一輛月球車，也是該機構有史以來的第一輛獨立月球車。

有著這兩個頭銜，NASA肯定會想在這樣的任務中為月球車加入大量新功能。該機構的一項特別重要的任務就是設計一種能夠在劇烈晝夜溫差變化的情況下存活下來的漫遊車。

但NASA想要做更多的事情：該機構希望VIPER和其他未來的漫遊車任務能夠在不關閉的情況下繼續在月球夜晚收集數據。Needham 說：「目前需要開發的難度最大的其中一個技術就是讓月球車在月球夜晚生存和運作的技術。」

在月球夜晚工作將會使探測車在相同的任務時間內增加一倍的觀測數據，這聽起來非常吸引，而且，全天候觀測還會觀測到在月球白晝無法觀察到的重要科學現象。Needham 表示，特別是在黎明和黃昏的時候，科學家們認為，在月球的黎明和黃昏，月球表面可能會有塵埃漂浮，並且在月球表面形成電流。

VIPER將可以讓工程師測試那些設計用來讓月球探測器在夜間工作的技術，但它不會解決那些具體的科學測量。根據Bailey上個月的介紹，NASA正在關注VIPER的四個主要設備。

其中兩個設備正在為「資源勘探者」任務開發當中，美國國家航空航天局還將這兩種儀器列入了今年2月選定的最早登陸月球的12種儀器名單當中。(Bailey說，這些儀器將會搭乘Astrobotic的月球著陸器於2021年夏天發射升空。)

這兩個儀器是在月球表面測量氫的中子譜儀系統，以及研究揮發性成分、礦物學和表面溫度的近紅外揮發性光譜儀系統(NIRVSS)。

NASA正在研究的第三種儀器就是一種可以深入月球地表3英尺(1米)的鑽孔器。

科學家們以前也曾經研究過月球地表下面的情況：在末期的阿波羅任務中，太空人們也攜帶了一個鑽頭，並將月球的地下樣本帶回了地球。但是揮發物始終是揮發物，所以在使用了現代科技對這些巖石進行了仔細研究之後，科學家們也不能確定有什麼揮發物從月球地下的巖石中揮發掉。

而VIPER將會改變這一狀況，因為NIRVSS儀器和另一個叫做Mass Spectrometer observing lunar operations(MSolo, 可以分析同位素)的儀器不僅會在探測車移動的時候進行分析，而且還會對鑽孔器提取到月表的材料進行分析。

9月12日，在NASA於阿拉巴馬州亨茨維爾舉行的月球科學研討會上，美國國家航空航天局科學任務理事會探索項目主管傑伊·詹金斯(Jay Jenkins)在討論NASA與月球科學的商業夥伴關係時表示：NASA還希望確保類似VIPER的任務的發現成果可以遠遠超出其本身探索的那一小塊月球表面。NASA特別希望能夠與美國地質調查局(U.S. Geological Survey)進行合作，以研究將任務的局部結果與月球整體軌道數據結合起來的方法

畢竟，雖然月球南極表面上的水冰對科學家和未來的探險家來說是特別有吸引力，但那並不是月球上唯一的水源。Bailey在諮詢委員會會議上說：「我們最終想要做的是核實我們所掌握的所有軌道數據，包括揮發物、範圍、組成、形式等等。」

Bailey和Jenkins都表示，美國宇航局希望能夠在2022年底發射VIPER任務。Jenkins說：「這是一個非常有挑戰性的時間安排。」

但他補充說，這麼急促的時間安排也不是沒有過，然後，他指出了NASA的月球隕坑觀測與傳感衛星(LCROSS)，他說LCROSS任務就是在兩年之內完成設計、建造和發射的。

如果不是為了研究月球的水的話，LCROSS這個任務也就不會出現。和那次任務一起發射的還有NASA的月球勘測軌道飛行器(Lunar Reconnaissance Orbiter)，它觀察了火箭段撞擊月球的過程，並研究了撞擊激起的月球塵埃，隨後同樣對月球進行了撞擊。LCROSS的數據顯示，其撞擊地點的溼度是撒哈拉沙漠的兩倍。

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