Лазерный ровер будет исследовать темные кратеры на Луне
AstroNews.ru - 14 Мая 2020 19:25:33
Лазерный луч, проникающий сквозь тьму, может привести в действие робота, который исследует самые дразнящие места в нашей солнечной системе - постоянно затененные кратеры вокруг полюсов Луны, которые, как полагают, богаты водяным льдом и другими ценными материалами.
Программа ESA «Обнаружение и подготовка» финансировала разработку лазерной системы, обеспечивающей питание ровера на расстоянии до 15 км во время изучения одного из этих темных кратеров.
В самых высоких лунных широтах солнце остается низким на горизонте в течение всего года, отбрасывая длинные тени. Глубокие кратеры в этих широтах погрязли в постоянной тени, потенциально на миллиарды лет. Данные с орбитального аппарата НАСА Lunar Reconnaissance, индийского аппарата Chandrayaan-1 и ESA SMART-1 показывают, что эти «постоянно затененные районы» богаты водородом, что наводит на мысль о том, что там можно найти водяной лед.
Наряду с научным интересом, этот лед будет ценен для лунных колонистов, как источник питьевой воды, кислорода для дыхания, а также как источник водородного ракетного топлива. Но чтобы знать наверняка, нужно ехать в эти затемненные кратеры и бурить.
Любой марсоход, исследующий затененные районы, должен будет обходиться без солнечной энергии, в то время как будет бороться с температурами, сопоставимыми с поверхностью Плутона, вплоть до –240° C - это всего на 30 градусов выше абсолютного нуля.
«Стандартным предложением для такой ситуации является оснащение ровера ядерными радиоизотопными термоэлектрическими генераторами», - комментирует инженер-робототехник ESA Мишель Ван Виннендаль. «Но это создает проблемы и сложности, а также увеличит затраты на управление температурным режимом - марсоход может настолько сильно нагреться, что поиск и анализ образцов льда фактически становится непрактичным».
«В качестве альтернативы в этом исследовании рассматривалось использование лазерной системы питания. Она обеспечивает бесперебойную работу беспилотных летательных аппаратов и их полеты в течение нескольких часов».
Контракт на 10-месячный проект PHILIP «Питание роверов высокоинтенсивной лазерной индукцией на планетах» был заключен между ЕКА и итальянской компанией "Леонардо" и румынским национальным Институтом исследований и разработок в области оптоэлектроники, разработавшим полный проект исследовательской миссии с лазерным питанием.
Это включало в себя выбор места для приземления миссии, в почти постоянно освещенном солнцем регионе между кратерами Южного полюса Де Герлах и Шеклтон. На этом корабле будет находиться 500-ваттный инфракрасный лазер работающий на солнечной энергии, который он будет держать направленным на 250 кг ровер, когда тот будет входить в затененные районы.
Марсоход будет преобразовывать этот лазерный луч в электрическую энергию, используя модифицированную версию стандартной солнечной панели, с фотодиодами по бокам панели, удерживающими его на лазере с точностью до сантиметра.
В ходе исследования были определены маршруты, которые должны были привести марсоход вниз по относительно пологому склону в 10 градусов, сохраняя его в прямой видимости посадочного модуля. Лазерный луч можно было использовать в качестве двусторонней линии связи с модулирующим светоотражателем, установленным на второй из солнечных панелей марсохода, посылая импульсы сигнала в виде отраженного света обратно в посадочный модуль.
Руководствуясь требованиями проекта, ЕКА ранее проводила полевые испытания ночью на луноподобном острове Тенерифе, чтобы имитировать работу ровера в постоянной тени.
Мишель добавляет: «С завершением проекта PHILIP мы на один шаг приблизились к подключению роверов к лазерам для исследования темных участков Луны. Мы находимся на этапе, когда могут начаться прототипирование и испытания, проводимые последующими технологическими программами ЕКА».