美国宇航局的毒蛇号月球车将在月球南极诺比尔陨石坑附近着陆

NASA月球上的VIPER

图解美国宇航局的挥发物调查极地探索漫游者(VIPER)在月球表面。资料来源:NASA Ames/Daniel Rutter

在2023年,">美国国家航空航天局“挥发性物质调查极地探索漫游者”(VIPER)将在月球南极诺比尔陨石坑西部边缘附近着陆,以绘制和探索该地区的表面和地下的水和其他资源。作为阿耳忒弥斯的一部分,蝮蛇战机将在SpaceX公司猎鹰重型火箭,由Astrobotic的格里芬着陆器送往月球,该着陆器隶属于美国宇航局的商业月球有效载荷服务计划。

月球的南极是太阳系中最冷的地区之一。此前没有对月球表面进行过探索——迄今为止,科学家们只是使用遥感仪器对该地区进行了研究,包括美国宇航局的月球勘测轨道飞行器和月球陨石坑观测和传感卫星上的仪器。

诺比尔火山口以西的山区

数据可视化显示了诺比勒陨石坑西部的山区和月球南极边缘的小陨石坑。该地区的特点是长期被阴影覆盖的地区以及大部分时间沐浴在阳光下的地区。诺比尔地区的地形最适合VIPER漫游者进行导航、通信,并描述潜在的水和其他资源。来源:美国国家航空航天局

来自这些和其他任务的数据帮助科学家得出结论,冰和其他潜在资源存在于月球两极附近的永久阴影区域。经过广泛的着陆点选择过程后,诺比尔陨石坑以西的山区被选为VIPER着陆点,因为它的漫游者可以进入的地形和附近的一系列有科学价值的地点,包括永久阴影区域。

“一旦登上月球表面,VIPER将为月球南极的水和其他资源的存在提供地面真实测量,诺比尔陨石坑周围的地区显示了这项科学探索的最大希望,”美国宇航局总部科学副局长托马斯·祖布亨(Thomas Zurbuchen)说。“VIPER返回的数据将为世界各地的月球科学家提供进一步了解月球的宇宙起源、演化和历史,它还将为未来的阿耳特弥斯登月任务提供信息,使我们能够更好地了解几十万英里外这些此前未探索地区的月球环境。”

诺比勒陨石坑是一个撞击坑,它是通过与另一个较小的天体碰撞而形成的,几乎永远被阴影覆盖,允许冰存在那里。诺比莱周围更小、更容易接近的陨石坑也将为VIPER提供理想的位置,以便在其搜索冰和其他资源时进行调查。

VIPER项目经理Daniel Andrews说:“为VIPER选择着陆点对我们所有人来说都是一个令人兴奋和重要的决定。“多年的研究已经用于评估VIPER将要探索的极地地区。VIPER将进入未知领域——以科学为基础——测试假设并揭示未来人类太空探索的关键信息。”


从满月开始,相机飞向月球南极,然后放大到诺比尔陨石坑旁边的VIPER站点。显示南极表面霜的资料。诺比勒陨石坑被标记,并且在VIPER将要探索的区域周围绘制了一个盒子。图片来源:美国宇航局科学可视化工作室

着陆地点的选择

NASA的团队评估了可行的漫游者穿越路径,考虑到VIPER在100天的旅程中可以使用太阳能电池板充电和保暖。诺比尔陨石坑附近的区域提供了很大的灵活性。

VIPER目前的计划轨道允许漫游者访问至少六个有科学价值的地点,还有额外的时间。


地球从诺比尔地区的地面上升起。从这个有利位置看,地球看起来是上下颠倒的。图片来源:美国宇航局科学可视化工作室

加利福尼亚州硅谷NASA艾姆斯研究中心蝰蛇项目首席科学家安东尼·科拉普雷特(Anthony Colaprete)说:“我们对着陆点的评估是由科学优先事项决定的。”。“我们寻求一些相当复杂问题的答案,研究月球上经受时间考验的资源将有助于我们回答这些问题。”

VIPER团队的目标是首先解决冰冻水和其他资源是如何抵达月球的。他们还计划确定它们来自哪里,它们如何保存了数十亿年,它们如何逃脱,以及它们去了哪里。


这张将由VIPER探测的区域的近距离视图,显示了一条名义上的穿越路线,并突出显示了可能含有水冰和其他挥发物的永久阴影区域。图片来源:美国宇航局科学可视化工作室

VIPER穿越诺比尔地区的旅程

VIPER将在诺比莱地区研究的区域大约覆盖36平方英里(93平方公里)的表面积,其中10至15英里(16至24公里)预计将在其任务期间穿越。在此期间,月球车将访问精心选择的科学领域,这将进一步深入了解各种不同的月球环境。VIPER团队将使用VIPER的传感器和钻头来确定这些地区的冰和其他资源的特征。


摄像机从诺比勒地区放大到满月的景象。图片来源:美国宇航局科学可视化工作室

当VIPER在每个科学感兴趣的领域之间移动时,它将从至少三个钻探地点收集样本。对这些来自不同深度和温度的样本进行分析,将有助于科学家在类似地形的基础上,更好地预测月球上其他地方可能存在冰,使美国宇航局能够绘制出全球资源地图。这张地图,以及VIPER将生成的其他科学地图,将使科学家更好地了解月球上的资源分布,并有助于为未来在月球表面建立长期存在的载人任务提供信息。

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