قد يبدو بناء محطة فضائية على القمر وكأنه فيلم خيالي، لكن كل مهمة قمرية جديدة تجعل الفكرة أقرب إلى الواقع. يستهدف العلماء الخزانات المحتملة للجليد القمري في المناطق المظللة بشكل دائم، أو PSRs. وهذا هو المفتاح لبناء أي بنية تحتية قمرية مستدامة.
في نهاية أغسطس 2023. الهند تشاندرايان-3 ولامست المركبة سطح القمر في المنطقة القطبية الجنوبية وهو ما يشتبه العلماء في حدوثه قد يكون الجليد مختبئًا. كان هذا الهبوط بمثابة علامة فارقة مهمة ليس فقط بالنسبة للهند، بل أيضًا بالنسبة للمجتمع العلمي ككل.
ل علماء الكواكب مثليقياسات الأجهزة على متن مركبة الهبوط Vikram Chandrayaan-3 ومركبتها مركبة براغيان صغيرة ذات ست عجلات توفر رؤية رائعة عن قرب لأجزاء القمر التي من المرجح أن تحتوي على الجليد. وقد أظهرت الملاحظات السابقة أن الجليد موجود في بعض المناطق المظللة بشكل دائم، ولكن تختلف التقديرات بشكل كبير فيما يتعلق بكمية وشكل وتوزيع هذه الرواسب الجليدية.
رواسب الجليد القطبي
فريقي في مختبر فيزياء الغلاف الجوي والفضاء يهدف إلى فهم من أين جاءت المياه الموجودة على القمر. المذنبات أو الكويكبات التي ضربت القمر هناك خياراتكما هو النشاط البركاني والرياح الشمسية.
كل حدث من هذه الأحداث يترك وراءه بصمة كيميائية مميزة، لذلك إذا رأينا هذه البصمات، يمكننا تعقبها إلى مصدر المياه. على سبيل المثال، من المتوقع أن يكون الكبريت أكثر وفرة في رواسب الجليد القمري إذا كان الجليد قد نشأ عن طريق النشاط البركاني وليس عن طريق المذنبات.
مثل الماء الكبريت عنصر “متطاير”. على القمر لأنه ليس مستقرًا جدًا على سطح القمر. يتبخر بسهولة ويضيع في الفضاء. ونظرًا لطبيعته المزاجية، فمن المتوقع أن يتراكم الكبريت فقط في الأجزاء الباردة من القمر.
على الرغم من أن مركبة الهبوط فيكرام لم تهبط في المنطقة المظللة بشكل دائم، إلا أنها قامت بقياس درجة الحرارة عند خط العرض الجنوبي الأقصى البالغ 69.37 درجة جنوبًا وتمكنت من تحديد الكبريت في حبيبات التربة على سطح القمر. ال قياس الكبريت مثير للاهتمام لأن الكبريت يمكن أن يشير إلى مصدر للمياه القمرية.
لذلك يمكن للعلماء استخدام درجة الحرارة كوسيلة لمعرفة المكان الذي يمكن أن تذهب إليه المواد المتطايرة. يمكن لقياسات درجة الحرارة من Chandrayaan-3 أن تسمح للعلماء باختبار نماذج الاستقرار المتطايرة ومعرفة مدى حداثة تراكم الكبريت في موقع الهبوط.
أدوات للكشف
يعد فيكرام وبراجيان الأحدث في سلسلة من المركبات الفضائية التي ساعدت العلماء على استكشاف المياه على القمر. ناسا مركبة الاستطلاع القمرية تم إطلاقه في عام 2009 وقام بمراقبة القمر من المدار خلال السنوات القليلة الماضية. أنا محقق في LRO وأنا استخدام بياناته لدراسة توزيع وشكل وكمية المياه عند القطبين القمريين.
تم إطلاق المركبة المدارية الهندية Chandrayaan-1 وLRO سمح لي وزملائي استخدم الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء القريبة لتحديد الجليد في المناطق المظللة بشكل دائم عن طريق قياس البصمات الكيميائية للمياه. لدينا تم اكتشاف الجليد المائي أخيرًا بعض هذه المناطق هي موطن لأبرد الظلال في قطبي القمر، لكننا ما زلنا غير متأكدين من سبب عدم انتشار الجليد على نطاق واسع.
على عطاردوعلى العكس من ذلك، المناطق المظللة بشكل دائم مغطاة عمليا بالجليد. لعدة سنوات، أدرك العلماء الحاجة إلى النزول إلى السطح وإجراء قياسات أكثر تفصيلاً للمواد المتطايرة القمرية. مع اكتشاف الكبريت، اتخذت مركبة الهبوط فيكرام الخطوات الأولية الأولى في برنامج بحثي أكبر.
البعثات القمرية المستقبلية
وضعت ناسا أنظارها على القطب الجنوبي للقمر. جلب إلى ج أرتميس الثالث مهمة لنشر رواد فضاء لاستكشاف الجليد الموجود على السطح البرنامج التجاري لخدمات الحمولات القمرية إرسال العديد من مركبات الهبوط والمركبات الجوالة للبحث عن الجليد في وقت لاحق من عام 2023.
بينما يحيط عدم اليقين بالجدول الزمني لإطلاق أرتميس، أول مهمة مأهولة، أرتميس الثانيفي المسار الصحيح للإطلاق في أواخر عام 2024 أو أوائل عام 2025، بمسار حلقي يمر عبر الجانب البعيد من القمر ويعود إلى الأرض.
إن نظام التصوير القمري المضغوط بالأشعة تحت الحمراء، والذي أعمل الباحث الرئيسي فيه، عبارة عن كاميرا تعمل بالأشعة تحت الحمراء ستأخذ قياسات درجة الحرارة وتدرس تكوين سطح القمر.
مكررة إل تيريسخضعت هذه الكاميرا مؤخرًا للفحص النهائي قبل إرسالها إلى وكالة ناسا، وسيتم إعداد أداة الطيران المكتملة لإطلاقها على مركبة هبوط تجارية في أواخر عام 2026.
إلى L-CIRIS، مهمة المركبة VIPER المخطط لإطلاقه في نهاية عام 2024 إلى المنطقة القطبية الجنوبية للقمر، حيث ستحمل أدوات للبحث عن الجليد مصائد الميكروويف. يُعتقد أن هذه الظلال الصغيرة، التي لا يزيد حجم بعضها عن عشرة سنتات، تحتوي على…