月球上布滿了隕石坑,科學家認為這些隕石坑可能通向巨大的地下隧道。但從未派出太空任務來探索里面可能有什么。
洞穴科學家、行星熔巖管專家、ESA CAVES 和PANGAEA 技術(shù)課程經(jīng)理Francesco Sauro 表示:“對月球洞穴內(nèi)部的觀察將是一次真正的探索- 它將揭示意想不到的科學信息?!?
歐空局于2019 年啟動了這樣的任務,當時歐空局基本活動的“發(fā)現(xiàn)”部分推出了一個公共開放空間創(chuàng)新平臺(OSIP),以征求探測、測繪和探索月球洞穴的想法。通過歐空局的“發(fā)現(xiàn)”SysNova 挑戰(zhàn)賽,我們選擇了五個想法進行更詳細的研究,每個想法都涉及潛在任務的不同階段。
最近,兩項獲獎的SysNova 研究——RoboCrane 和Daedalus——被結(jié)合在一起,并通過ESA 的并行設計設施(CDF) 擴展為完整的任務計劃。該任務將使用機器人起重機(RoboCrane) 將洞穴探險者(Daedalus) 放入月球隕石坑。在下降過程中,代達羅斯將探索并記錄洞穴的入口,然后繪制洞穴地面最近部分的地圖。
“OSIP 運動和SysNova 挑戰(zhàn)賽為CDF 任務分析鋪平了道路,”CAVES 和PANGEA 項目負責人兼該研究的技術(shù)官員Loredana Bessone 解釋道。 “它們使我們能夠確定歐洲和加拿大工業(yè)界和研究機構(gòu)對月球洞穴任務的興趣,并展示他們的專業(yè)知識。它使工業(yè)界和學術(shù)界能夠面對此類任務的挑戰(zhàn),并向月球洞穴科學家學習了解限制、機遇、以及潛在的任務選擇?!?
設計太空任務時需要考慮很多事情;通過匯集來自許多不同科學和工程領域的專家——包括來自RoboCrane 和Daedalus 團隊的專家,以及來自ESA 的專家——這個項目比以往任何時候都要大得多。 CDF 研究提出了月球洞穴探索任務的完整概念。它證實了該任務是可行的,并且在科學上將非常有趣。
該任務最早可能于2033 年由阿麗亞娜6 號發(fā)射,并將使用歐洲大型后勤著陸器(EL3) 到達月球表面。它的目標是馬呂斯山,持續(xù)兩周——相當于月球上的一天。
參與CDF 研究的專家提出了將設備運輸?shù)剿淼赖牧鲃诱镜拇致栽O計,以及RoboCrane 和Daedalus 本身的具體設計。他們還研究了隕石坑環(huán)境,創(chuàng)建了月球地下和任務要素的模型,制定了開發(fā)任務成功所需技術(shù)的路線圖,并評估了任務將面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。
弗朗西斯科解釋說:“像這樣的任務將需要開發(fā)創(chuàng)新技術(shù),鼓勵航天部門開發(fā)與以前的月球任務相比的新解決方案?!?“這項技術(shù)進步將成為月球和火星探索的重大進步?!?
迄今為止所取得的進展使歐空局處于推動太空探索超越月球表面并進入其地下的最前沿。然而,要使這一使命成為可能,未來十年仍有許多工作要做。
RoboCrane 和Daedalus 背后的團隊繼續(xù)致力于他們的想法。在西班牙奧維耶多大學的領導下,RoboCrane 研究人員于2021 年12 月發(fā)表了一篇論文,描述了他們的系統(tǒng),該系統(tǒng)為月球表面和月球洞穴之間的探索機器人提供電力和通信連接。
洛雷達納說:“未來幾年,需要更詳細地定義任務。” “將攜帶RoboCrane 和Daedalus 前往隕石坑的漫游車需要進行特征描述,并且需要一個月球試驗場來測試任務中計劃的技術(shù)?!?
目前已經(jīng)成立了一個由來自歐洲和加拿大大學和研究機構(gòu)的17名專家組成的“任務組”,以支持歐空局制定將月洞納入歐洲月球探測框架的戰(zhàn)略。該組織正在組織2023 年行星洞穴會議,由科學家和工程師組成的國際小組將在會上宣傳未來十年內(nèi)進行月球洞穴任務的必要性。