تحقيقات علمية جديدة للجانب المظلم من القمر

ستنقل مركبات الهبوط التجارية الحمولات العلمية والتكنولوجية المقدمة من وكالة ناسا إلى سطح القمر ، مما يمهد الطريق لرواد فضاء ناسا للهبوط على القمر بحلول عام 2024. Credit: NASA

مع استمرار وكالة ناسا في خططها لعمليات تسليم تجارية متعددة إلى سطح القمر سنويًا ، اختارت الوكالة ثلاث مجموعات جديدة لحمولة التحقيق العلمي لتعزيز فهم أقرب جار للأرض. سيهبط اثنان من أجنحة الحمولة الصافية على الجانب البعيد من القمر ، وهي الأولى لناسا. ستتلقى جميع التحقيقات الثلاثة رحلات إلى سطح القمر كجزء من مبادرة خدمات الحمولة الصافية القمرية التجارية التابعة لناسا ، أو مبادرة CLPS ، وهي جزء من نهج الوكالة Artemis.

تمثل الحمولات الاختيارات الأولى للوكالة من دعوة الحمولات والتحقيقات البحثية على سطح القمر (PRISM) لتقديم مقترحات.

قال جويل كيرنز ، نائب المدير المساعد للاستكشاف في مديرية المهام العلمية بوكالة ناسا: “تضيف هذه الاختيارات إلى خط أنابيبنا القوي للحمولات العلمية والاستقصاءات التي سيتم تسليمها إلى القمر من خلال CLPS”. “مع كل اختيار PRISM جديد ، سنبني على قدراتنا لتمكين علوم أكبر وأفضل وإثبات التكنولوجيا التي ستساعد في تمهيد الطريق لعودة رواد الفضاء إلى القمر من خلال Artemis.”

الائتمان: ناسا

Lunar Vertex ، أحد الاختيارات الثلاثة ، هو مجموعة مشتركة للهبوط والمركبة صافية من المقرر تسليمها إلى Reiner Gamma – واحدة من أكثر السمات الطبيعية المميزة والغامضة على القمر ، والمعروفة باسم دوامة القمر. لا يفهم العلماء تمامًا ماهية الدوامات القمرية أو كيف تتشكل ، لكنهم يعلمون أنها مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بالشذوذ المرتبط بالمجال المغناطيسي للقمر. ستقوم المركبة الفضائية Lunar Vertex بإجراء قياسات تفصيلية لسطح المجال المغناطيسي للقمر باستخدام مقياس مغناطيسي على متنها. ستعزز بيانات المجال المغناطيسي لسطح القمر التي يجمعها المسبار البيانات التي تجمعها المركبة الفضائية في المدار حول القمر وتساعد العلماء على فهم أفضل لكيفية تشكل هذه الدوامات القمرية الغامضة وتطورها ، بالإضافة إلى توفير مزيد من التبصر في باطن القمر وجوهره. يقود هذا الجناح الدكتور ديفيد بلويت من مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز.

اختارت ناسا أيضًا جناحين منفصلين للحمولة الصافية للتسليم جنبًا إلى جنب إلى حوض شرودنغر ، وهو عبارة عن فوهة تصادم كبيرة على الجانب البعيد من القمر بالقرب من القطب الجنوبي للقمر. ستحمل مجموعة Farside Seismic Suite (FSS) ، وهي إحدى الحمولتين اللتين سيتم تسليمهما إلى حوض شرودنغر ، مقياسين للزلازل: مقياس الزلازل العريض النطاق العريض ومستشعر الفترة القصيرة. قامت وكالة ناسا بقياس النشاط الزلزالي على الجانب القريب من القمر كجزء من برنامج أبولو ، لكن FSS ستعيد البيانات الزلزالية الأولى للوكالة من الجانب البعيد من القمر – وهي وجهة مستقبلية محتملة لرواد فضاء Artemis. يمكن أن تساعد هذه البيانات الجديدة العلماء على فهم النشاط التكتوني على الجانب البعيد من القمر بشكل أفضل ، وتكشف عن مدى تأثر الجانب البعيد من القمر بالنيازك الصغيرة ، وتوفر قيودًا جديدة على البنية الداخلية للقمر. ستستمر خدمة FSS في أخذ البيانات لعدة أشهر على سطح القمر بعد عمر المسبار. للبقاء على قيد الحياة في الليالي القمرية الطويلة لمدة أسبوعين ، ستكون حزمة FSS مكتفية ذاتيًا مع طاقة واتصالات وتحكم حراري مستقل. يقود الدكتور مارك بانينج من مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا في كاليفورنيا مجموعة الحمولة هذه.

التقطت المركبة المدارية الاستطلاعية القمرية هذه الصورة لحوض شرودنغر ، حفرة كبيرة بالقرب من القطب الجنوبي على الجانب البعيد من القمر. الائتمان: ناسا / LRO / إرني رايت

مجموعة المواد ودرجة الحرارة الداخلية للقمر (LITMS) ، وهي الحمولة الأخرى المتجهة إلى حوض شرودنغر ، هي مجموعة من أداتين: الأجهزة القمرية للاستكشاف الحراري باستخدام المثقاب الهوائي السريع وجهاز Lunar Magnetotelluric Sounder. ستتحقق مجموعة الحمولة الصافية هذه من تدفق الحرارة والتوصيل الكهربائي للجزء الداخلي للقمر في حوض شرودنغر ، مما يعطي نظرة متعمقة على التدفق الميكانيكي الداخلي والحرارة للقمر. ستكمل بيانات LITMS أيضًا البيانات الزلزالية التي حصل عليها FSS لتقديم صورة أكثر اكتمالاً عن السطح القريب والعميق من الجانب البعيد من القمر. يقود الدكتور روبرت جريم من معهد ساوث ويست للأبحاث مجموعة الحمولة هذه.

وبينما تكون هذه التحديدات نهائية ، تستمر المفاوضات بشأن كل مبلغ جائزة.

قال لوري جليز ، مدير قسم علوم الكواكب في ناسا: “تُظهر هذه التحقيقات قوة CLPS في تقديم العلوم الكبيرة في حزم صغيرة ، مما يوفر الوصول إلى سطح القمر لمعالجة الأهداف العلمية ذات الأولوية العالية للقمر”. “عندما يحلل العلماء هذه البيانات الجديدة جنبًا إلى جنب مع عينات القمر التي عادت من أبولو وبيانات من بعثاتنا المدارية العديدة ، فإنهم سيعززون معرفتنا بسطح القمر وداخله ، ويزيدون فهمنا للظواهر الحاسمة مثل التجوية في الفضاء لإبلاغ البعثات المأهولة في المستقبل إلى القمر وما بعده “.

مع تحديد هذه الاختيارات ، ستعمل ناسا مع مكتب CLPS في مركز جونسون للفضاء التابع للوكالة في هيوستن لإصدار أوامر مهام لتسليم مجموعات الحمولة هذه إلى القمر في الإطار الزمني لعام 2024.

بالنسبة لمجموعات الحمولة هذه ، اختارت الوكالة أيضًا اثنين من علماء المشروع لتنسيق الأنشطة العلمية بما في ذلك اختيار مواقع الهبوط ، وتطوير مفاهيم العمليات ، وأرشفة البيانات العلمية التي تم الحصول عليها أثناء العمليات السطحية. ستقوم الدكتورة هايدي هافيلاند من مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لناسا في هنتسفيل ، ألاباما ، بتنسيق الجناح المقرر تسليمه إلى رينر جاما ، والدكتور برنت جاري من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت بولاية ماريلاند ، سينسق شحنات الحمولات إلى حوض شرودنجر.

يعد CLPS جزءًا أساسيًا من جهود استكشاف القمر Artemis التابعة لناسا. ستساعد الحمولات العلمية والتكنولوجية المرسلة إلى سطح القمر كجزء من CLPS في إرساء الأساس للبعثات البشرية والوجود البشري المستدام على سطح القمر. منحت الوكالة ست جوائز لأوامر المهام لمقدمي CLPS للتسليم القمري بين أواخر 2021-2023 ، مع توقع المزيد من جوائز التسليم حتى عام 2028 على الأقل.