美国科学家策划重返月球表面

月球研究人员希望利用特朗普政府的政治兴趣

在阿波罗17号任务期间,美国宇航局宇航员兼地质学家哈里森·施密特在月球巨石附近工作,阿波罗17号任务是1972年美国最后一次登陆月球收集科学数据的任务。

1972年12月,当阿波罗宇航员尤金·塞尔南离开月球时,这标志着美国研究人员结束了对月球表面的访问。从那时起,没有美国任务在那里着陆以收集科学数据。

这种情况可能很快改变。去年12月,唐纳德·特朗普总统命令美国国家航空航天局将宇航员送回月球。2月12日,他提出了2019年的预算,这将允许该机构开始规划一项耗资2亿美元的月球探测计划。在随后的几周里,美国国家航空航天局官员已经开始勾勒出这项工作可能如何展开——从一系列小型商业着陆器,到更大的美国国家航空航天局着陆器,再到月球附近的国际空间站,该空间站可以作为机器人和宇航员前往月球表面的基地。

对于美国月球研究人员来说,特朗普的计划是自巴拉克·奥巴马总统在2010年取消月球探测计划以来,首次有机会开展扩展研究计划。“现在是成为月球科学家激动人心的时刻,”行星科学研究所的月球专家瑞安·沃特金斯说,他在密苏里州圣路易斯工作。


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国会尚未批准总统的预算请求或他对美国国家航空航天局局长的提名人,俄克拉荷马州众议员詹姆斯·布里登斯廷(共和党人)。但就目前而言,该机构的代理局长正在推进登月计划(见“重返月球”)。

隐藏的历史

在过去的十年中,美国国家航空航天局发射了月球勘测轨道飞行器来绘制月球地图;月球陨石坑观测和传感卫星在南极附近撞击着陆以寻找水;重力恢复和内部实验室探测月球的重力场;以及月球大气和尘埃环境探测器(LADEE)来研究其稀薄的外层大气。

约翰·霍普金斯大学应用物理实验室的行星科学家达纳·赫尔利说,这些和其他任务开辟了新的研究领域。“在过去的十年里,我们的理解已经发展了很多,”她说。

以LADEE为例,它在月球大气中探测到微量的水,这些水可能是由陨石带到那里的。研究人员需要更详细的观测,以更好地了解水如何在月球表面和大气中移动。“我们以前甚至不知道要问这些问题,”赫尔利说。

图片来源:《自然》,2018年3月6日,doi:10.1038/d41586-018-02697-5

她和其他美国科学家,在一个名为月球探测分析小组的合作项目中,一直在研究未来的任务如何回答关键的科学问题。例如,更好地确定月球撞击坑的年代,可以帮助确定太阳系是否在40亿年前经历了一场灾难性的陨石轰击

“要在月球科学方面取得真正巨大的飞跃,就需要着陆在地面上,并以类似于我们在火星上所做的方式,使用仪器进行探测,”美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的行星科学家芭芭拉·科恩说,她开发了在其他世界表面对行星样本进行年代测定的方法1。“我们积压了很多需求。”

击中目标

美国国家航空航天局可能首次使用商业着陆器到达月球表面。佛罗里达州卡纳维拉尔角的月球捷运公司和宾夕法尼亚州匹兹堡的宇宙机器人公司等公司一直在开发小型着陆器,希望获得美国国家航空航天局的业务。他们和他们的竞争对手都未能获得谷歌月球X大奖的3000万美元奖金,这是一项私人资助的努力,旨在在本月底前将着陆器和探测车送上月球。尽管如此,许多人预计美国国家航空航天局将在未来几个月内呼吁提交依赖小型商业着陆器的提案。

美国国家航空航天局的莎拉·诺布尔在2月21日对一个行星科学咨询委员会说:“现在是正确的地点。现在是正确的时间。” “我们真的准备好利用月球探测的下一个时代,以及这些商业公司将为我们开放的机会。”

第一次着陆器任务可能是前往月球近地点的短期旅行。但是科学家可以利用这些旅程来研究诸如月球两极周围的等离子体环境等课题,或者开始建立一个地球物理着陆器网络,以监听月震。后期的任务可能涉及探测车穿越几个永久阴影区域,宇航员未来有一天可能会在那里开采冰。到2020年代中期至后期,美国国家航空航天局可能能够通过绕月球运行的空间站将样本带回地球。

太空竞赛

其他国家将更快地抢占月球的聚光灯。印度计划在今年晚些时候发射其“月船2号”探测车,以探测月球南极附近。中国计划在今年年底前将“嫦娥四号”探测车送往月球背面——这对任何航天机构来说都是首次。

美国国家航空航天局的挑战将是防止其最新的倡议像其上一个大型月球计划(从2004年到2010年)那样被搁置。“我对月球探测活动感到兴奋,但担心我们没有进行足够的投资来到达月球表面,”得克萨斯州休斯顿市月球与行星研究所的行星科学家大卫·克林说。他指出,特朗普指示宇航员前往月球——而无论机器人着陆器收集多少数据,都无法实现这一目标。

本文经许可转载,并于2018年3月6日首次发表

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