ESA rusza z misją MAGPIE – europejski łazik poszuka wody na Księżycu

Europejska Agencja Kosmiczna wchodzi w fazę budowy swojego pierwszego pojazdu przeznaczonego do jazdy po Księżycu. Niewielka konstrukcja o nazwie MAGPIE zostanie wyposażona w wiertło, radar do skanowania podpowierzchniowego, analizator substancji lotnych oraz czujnik wykrywający materiał bogaty w wodór. Lądowanie zaplanowano na 2029 rok w okolicach bieguna południowego, a misja ma dać odpowiedź na pytanie kluczowe dla przyszłych baz księżycowych: gdzie precyzyjnie zalega lód wodny i czy jego wydobycie ma sens gospodarczy.

65 milionów euro i podpis pod kontraktem

ESA formalnie zamknęła etap koncepcyjny i przeszła do pełnowymiarowego rozwoju projektu. Agencja zawarła z luksemburską firmą ispace-Europe umowę na drugi etap programu MAGPIE o wartości 65 mln euro. Środki pokryją budowę samego pojazdu, przygotowanie instrumentów naukowych, testy, dostarczenie ładunku na powierzchnię Księżyca, prowadzenie działań misji oraz przekazanie wyników pomiarów.

Nazwa MAGPIE rozwija się jako Mission for Advanced Geophysics and Polar Ice Exploration. Za realizację odpowiada ispace-Europe, jednak w projekcie uczestniczą firmy i ośrodki badawcze z wielu krajów Europy. To nie jest łazik zamówiony jako gotowy produkt spoza kontynentu – powstaje jako misja europejska, w której najważniejsze podzespoły są tworzone lokalnie.

Wystrzelenie misji przewidziano na 2029 rok, przy czym MAGPIE nie skorzysta z europejskiego lądownika. Na powierzchnię Księżyca trafi za pomocą statku Mission 4 firmy ispace, znanego również jako ULTRA, w ramach współpracy ESA z japońską agencją JAXA.

Japonia w tym przedsięwzięciu finansuje rozwój technologii precyzyjnego lądowania w rejonach polarnych. Europa zyskuje w ten sposób pojazd badawczy i dane naukowe, a Japonia testuje własne rozwiązania umożliwiające trafienie w konkretne miejsce, które w niedalekiej przyszłości może stać się celem dla wielu krajów.

Cel poszukiwań wartowniejszy niż złoto

MAGPIE wyruszy w okolice bieguna południowego Księżyca, bo to właśnie tam znajdują się jedne z najbardziej intrygujących obszarów Srebrnego Globu. W głębokich kraterach i zagłębieniach panuje wieczny mrok – światło słoneczne nie sięga tam od bardzo dawna. Panujące tam ekstremalnie niskie temperatury sprawiają, że substancje, które w innych miejscach Księżyca dawno odparowałyby w kosmos, pozostają uwięzione w regolicie. Największą uwagę przykuwa oczywiście lód wodny.

Choć wiadomo już, że woda na Księżycu istnieje, obecna wiedza o jej rozmieszczeniu wciąż jest zbyt ogólna, by mówić o mapie złoża przydatnej dla przyszłych astronautów. Dane z orbity umożliwiają identyfikację miejsc bogatych w wodór oraz obszarów sprzyjających utrzymaniu lodu, ale nie dają precyzyjnych odpowiedzi na pytania o głębokość zalegania, koncentrację i realną dostępność surowca.

Zadaniem MAGPIE będzie zbliżenie się do problemu i porównanie różnych fragmentów terenu, a nie wykonanie jednego pomiaru w jednym punkcie. Mobilność łazika umożliwi śledzenie, jak zawartość substancji lotnych zmienia się w zależności od ukształtowania powierzchni i lokalnych warunków.

Skanowanie gruntu, a potem wiercenie

Europejski pojazd otrzyma zestaw instrumentów, które w praktyce realizują różne etapy tego samego zadania. Radar penetrujący grunt umożliwi zajrzenie pod powierzchnię bez konieczności kopania i rozpoznanie struktury poszczególnych warstw regolitu.

Drugi układ pomiarowy ma wykrywać wodór – wskaźnik szczególnie przydatny przy poszukiwaniu wody, ponieważ lód H2O zawiera go w dużych ilościach. Detektor neutronów rejestruje obszary, w których obecność wodoru wpływa na zachowanie neutronów generowanych przez bombardowanie powierzchni promieniowaniem kosmicznym.

Te dane pozwolą wskazać miejsca szczególnie warte dalszego zbadania, jednak MAGPIE nie ograniczy się do obserwacji z góry. Łazik ma zainstalowane wiertło, dzięki któremu fizycznie dotrze do materiału skrytego pod powierzchnią.

Pobrany materiał zostanie następnie przekazany do analizatora substancji lotnych. Zespół naukowy sprawdzi w ten sposób nie tylko, czy w danym punkcie faktycznie znajduje się woda, lecz również jakie inne składniki zawiera księżycowy grunt.

Połączenie radaru, detektora neutronów i wierceń ma dać naukowcom znacznie pełniejszy obraz sytuacji niż korzystanie z jednego instrumentu. Radar ukaże budowę podłoża, neutrony wskażą lokalizacje bogate w wodór, a analiza próbki potwierdzi rzeczywisty skład materiału.

To nie wyprawa po wiadro wody

Podstawowym zadaniem łazika jest rekonesans zasobów – wykrycie wody i innych substancji lotnych, oszacowanie ich ilości oraz zbadanie, jak stabilne są w konkretnych lokalizacjach w rejonie bieguna południowego.

To właśnie tego typu danych brakuje przed uruchomieniem realnego wydobycia. Sama wiedza o obecności lodu pod powierzchnią nie wystarczy projektantowi przyszłej bazy – kluczowe będzie ustalenie, czy trzeba usunąć 20 centymetrów sypkiego pyłu, czy raczej przekopać się przez kilka metrów zamarzniętego gruntu, aby dotrzeć do użytecznej ilości surowca.

Woda na Księżycu ma zdecydowanie wyższą wartość niż woda z butelki na Ziemi. Może służyć do picia i celów higienicznych, ale po rozłożeniu na wodór i tlen daje również surowce niezbędne do produkcji paliwa rakietowego oraz tlen dla systemów podtrzymywania życia. Każdy kilogram zdobyty na miejscu to kilogram, którego nie trzeba wynosić z powierzchni Ziemi.

Źródło: Spider's Web