
月球先驅者(Lunar Trailblazer,暫譯)是小型月球軌道衛星,隸屬 NASA SIMPLEx 計畫,目標是探測並繪製月球表面水資源分布,以研究水形式、豐度與位置如何與月球地質相關,旨在加深對月球水資源及水循環的理解。
月球先驅者於2月27日為IM-2任務次要載荷發射成功,屬NASA「商業月球有效載荷服務」(Commercial Lunar Payload Services,CLPS)計畫的一部分。發射後這顆小型衛星將花費數月抵達月球軌道,首席科學家為加州理工學院教授Bethany Ehlmann。以下是任務六大重點:
一,「月球先驅者」繪製高解析度月球水資源地圖
近年科學家發現月球表面含一定量的水,但對性質仍所知有限,月球先驅者任務便是確定水分布、形式、數量及變化,衛星可提供迄今最詳盡月球水資源地圖,並以兩年主要觀測任務,幫助科學家理解太陽系無大氣環境天體的水循環。
二,兩大尖端科學儀器
「高解析度揮發物與月球礦物探測儀」(High-resolution Volatiles and Minerals Moon Mapper,HVM3)由噴射推進實驗室(JPL)研製,紅外光譜儀能偵測與繪製月球表面礦物及水光譜特徵。
「月球熱影像儀」(Lunar Thermal Mapper,LTM)由英國牛津大學建造、英國太空總署(UK Space Agency)資助,可測量月球表面熱特性和礦物分布。
兩儀器將共同繪製水豐度、位置及存在形式的詳細地圖,並追蹤水分布如何隨時間及溫度變化。
三,以低能量轉移技術前往月球
月球先驅者體積約如洗碗機大小,重量約200公斤,完全展開太陽能板時寬3.5公尺。推進系統相對較小,航行設計採「低能量轉移」技術,用太陽、地球及月球引力,以最節能方式抵達月球,據發射時間不同,航行時間介於四至七個月。
四,探測月球南極最黑暗的區域
月球先驅者將進入適合探測月球南極的軌道,並利用HVM3探測極端黑暗的永久陰影區,這些隕石坑數十億年來從未受陽光直射,可能蘊藏大量冰凍水。HVM3可經隕石坑壁反射的微弱光線,觀測隕石坑底部水冰,若發現大量冰儲存於這些區域,未來人類登月計畫可能當成資源開採地點。
五,高風險、低成本的探索任務
月球先驅者2019 年入選NASA「小型創新行星探索任務」(Small Innovative Missions for Planetary Exploration,SIMPLEx)計畫,允許小型低成本科學衛星與主要任務共乘火箭。此類任務雖然經費較低,但接受較高風險並降低管理及監督要求,讓NASA執行原本難負擔的科學探索計畫。
六,數據助力未來月球探索任務
透過衛星收集的水資源數據,將來太空人可開採月球冰以獲取水資源,製造氧氣或火箭燃料。這些水樣本也能分析來源,揭開月球水的起源之謎。
(本文由 台北天文館 授權轉載;首圖來源:NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL))