Ponieważ Księżyc i Mars zajmują centralne miejsce w załogowych lotach kosmicznych, naukowcy wykorzystują istniejące misje kosmiczne, aby położyć podwaliny pod trwałą obecność człowieka poza planetą.
Od określenia zasobów wody na Księżycu po ochronę załóg przed szkodliwym promieniowaniem i zarządzanie pyłem ściernym – podczas konferencji prasowej zorganizowanej 17 grudnia podczas spotkania Amerykańskiej Unii Geofizycznej (AGU) w Luizjanie badacze opisali, w jaki sposób nowe wyniki misji eksploatacyjnych odpowiadają praktycznym wyzwaniom eksploracyjnym.
Na odprawie AGU naukowcy oświadczyli, że pomagają wspierać te ambicje, dostosowując narzędzia i zbiory danych pierwotnie opracowane dla Ziemi, aby wspierać przyszłe misje na Księżycu i Marsie.
Na przykład Gina DiBraccio, heliofizyk i pełniąca obowiązki dyrektora Wydziału Badań Układu Słonecznego w Centrum Lotów Kosmicznych Goddarda w Maryland należącym do NASA, omówiła narzędzie wspomagające podejmowanie decyzji, pierwotnie zaprojektowane do śledzenia pogody kosmicznej w pobliżu Ziemi, które zostało rozszerzone o dane z misji marsjańskich, pomagając astronautom oceniać ryzyko promieniowania z powierzchni Marsa w czasie zbliżonym do rzeczywistego.
The panel integruje dane z wielu misji na Marsa, w tym należącego do NASA orbitera MAVEN oraz łazików Curiosity i Perseverance, z planowanymi dodatkowymi źródłami danych, powiedział DiBraccio. Projekt ma stanowić uniwersalny wyświetlacz, do którego astronauci mogliby uzyskać dostęp na tablecie, umożliwiający załogom monitorowanie zdarzeń pogodowych w przestrzeni kosmicznej, takich jak rozbłyski słoneczne, i określanie, czy potrzebne są środki ochronne.
„To naprawdę jeden z pierwszych etapów tworzenia narzędzi, które astronauci będą mogli wykorzystać do zrozumienia i oceny pogody kosmicznej z powierzchni Marsa” – powiedział DiBraccio.
Naukowcy twierdzą, że inne długotrwałe misje na Marsie również tworzą zbiory danych o krytycznym znaczeniu dla zrozumienia zagrożeń radiacyjnych.
Shannon Curry, główna badaczka MAVEN na Uniwersytecie Kalifornijskim w Boulder, podkreśliła nowo ukończony projekt katalog wydarzeń związanych z pogodą kosmiczną na Marsie, zebranych na podstawie danych z obecnie milczącego orbitera, obejmujących pełny cykl słoneczny od 2014 do 2025 roku. Katalog umożliwia naukowcom ilościowe określenie poziomów promieniowania na orbicie – z których część może przenikać przez cienką atmosferę Marsa i docierać do powierzchni – w okresach zarówno niskiej, jak i wysokiej aktywności Słońca.
„To naprawdę informuje, w całym cyklu słonecznym, czego możemy się spodziewać i kiedy możemy się tego spodziewać” – powiedział Curry.
Naukowcy podkreślili także znaczenie dokładnego określenia zasobów wody na Księżycu, szczególnie w pobliżu południowego bieguna Księżyca, gdzie NASA planuje wylądować astronautów w ramach programu Artemis.
„Obecnie wyzwanie polega na tym, że zbiory danych tak naprawdę nie są zgodne, gdzie dokładnie znajduje się woda” – powiedziała dziennikarzom podczas odprawy Bethany Ehlmann, dyrektor Laboratorium Fizyki Atmosfery i Przestrzeni Kosmicznej (LASP) na Uniwersytecie Colorado Boulder.
„Wiemy ogólnie, że znajduje się na biegunie południowym, wiemy ogólnie, że jest kilka kraterów będących przedmiotem zainteresowania” – powiedziała. „Ale to jakby powiedzieć: «Gdzieś w Nowym Orleanie jest woda»”.
Nowy spektrometr obrazujący NASA wybrana w lipcu mogłoby pomóc rozwiać tę niepewność – dodała. Instrument, który mógłby zostać wykorzystany na orbicie księżycowej, ma pełnić funkcję „wzmocnione oczy„ dla astronautów i naukowców poprzez mapowanie wody i minerałów oraz identyfikowanie bogatych w wiedzę miejsc do pobierania próbek.
Kolejnym tematem odprawy było pył księżycowyciągłe wyzwanie w epoce Apolla. Drobne cząstki ścierne uszkodziły skafandry i sprzęt kosmiczny, a astronauta Apollo 17 Harrison „Jack” Schmitt słynął z pierwszego odnotowanego przypadku pozaziemski katar sienny po ekspozycji na pył księżycowy.
„Myślę, że pył jest prawdopodobnie jednym z naszych największych inhibitorów nominalnej operacji na Księżycu” – dowódca Apollo 17 Gene Cernan – powiedział podczas odprawy po misji. „Myślę, że oprócz kurzu możemy przezwyciężyć inne problemy fizjologiczne, fizyczne lub mechaniczne”.
Naukowcy stawiają czoła temu wyzwaniu za pomocą nowych instrumentów i misji.
Jeden z nich, DUSTER – skrót od Dust and Plasma Environment Surveyor – był wybrany do misji NASA Artemis IV. W ramach wartego 24,8 miliona dolarów projektu prowadzonego przez Xu Wanga z Uniwersytetu Colorado Boulder na łaziku zostanie rozmieszczony zestaw instrumentów, które będą rejestrować stan pyłu i plazmy w pobliżu powierzchni Księżyca oraz oceniać, jak reagują one na działalność człowieka.
Innym instrumentem opracowywanym przez zespół jest kompaktowy elektrostatyczny analizator pyłu (CEDA), przeznaczony do pomiaru kluczowych właściwości pyłu księżycowego, powiedział Wang. Instrument jest przeznaczony do działania zarówno na powierzchni, jak i na pokładzie orbitującego statku kosmicznego przetrwać twarde lądowanie niezależnie od orientacji.
„Pył jest wszędzie na Księżycu” – powiedział w środę dziennikarzom Wang. „Nie da się tego obejść. Trzeba sobie z tym poradzić i żyć”.
Trwają także prace mające na celu zrozumienie, czy Mars zlokalizowane pola magnetyczne mogłoby zapewnić astronomom ograniczoną naturalną ochronę przed promieniowaniem. Wstępne modelowanie oparte na obserwacjach orbitalnych sugeruje, że pola magnetyczne skorupy ziemskiej zamknięte w marsjańskich skałach mogą zapewnić osłonę na dystansie kilku mil.
Aby dokładniej odwzorować te regiony, zespoły pracują nad dalszą miniaturyzacją magnetometrów, które można by montować na pojazdach powietrznych, takich jak małe drony podobne do Wycofany obecnie helikopter Ingenuity NASAumożliwiając badania powierzchni ze znacznie większą rozdzielczością niż jest to możliwe z orbity, twierdzi Jared Espley, naukowiec zajmujący się przestrzenią kosmiczną w NASA Goddard, który jest zaangażowany w badania.
Łącznie praca ta podkreśla, jak misje robotyczne w decydujący sposób kształtują przyszłość eksploracji człowieka – twierdzą naukowcy.
„To naprawdę nie jest kwestia eksploracji robotycznej czy ludzkiej” – powiedział Ehlmann. „To jest «i» – to robot I eksploracji człowieka i tego, jak wspólnie robimy to najlepiej”.
