隨著我們前往月球并建立持續(xù)的月球存在，尋找和了解月球表面的水變得越來越重要。月球水主要以但不限于水冰的形式存在。月球上的宇航員可以將這種冰用于各種乘務(wù)人員的需求，其中可能包括火箭燃料。由肯塔基州莫爾黑德的莫爾黑德州立大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的月球冰立方任務(wù)將研究月球上的水分布和相互作用。該任務(wù)將攜帶稱為寬帶紅外緊湊型高分辨率探測光譜儀(BIRCHES)的NASA儀器，以調(diào)查水和其他有機揮發(fā)物的分布。NASA科學(xué)家將使用這些數(shù)據(jù)來了解月球上的水，其來源以及我們?nèi)绾问褂盟?/p>

勘探研發(fā)經(jīng)理Mark Lupisella表示：“ Lunar IceCube將通過成本顯著降低的機器人任務(wù)并解決月球上的水動力學(xué)問題，為人類任務(wù)鋪平道路。”“這不僅對科學(xué)很重要，而且對于長期減少人類執(zhí)行任務(wù)的成本也可能很重要。”

BIRCHES儀器不僅有助于繪制月球表面水的分布和動力學(xué)圖，還有助于繪制出大氣層(圍繞月球的非常薄的類似于大氣的體積)的圖?？茖W(xué)家有興趣了解月球積土中水的吸收和釋放，這相當(dāng)于地球表面的土壤。通過研究水的吸收和釋放，科學(xué)家可以開始繪制月球上發(fā)生的變化。在月球表面尋找和理解水對于在月球上建立持久存在至關(guān)重要。

月球冰立方計劃繞月球運行一個七個小時的橢圓軌道，在那里它將觀測月球表面一個小時。有限的觀察時間歸因于BIRCHES對月球的觀察。如果太陽在觀察或移動到月球時窺視月球冰立方的視線，則BIRCHES儀器將由于太陽在紅外探測器和儀器內(nèi)部其他敏感光學(xué)組件上的能量強度而永久受損。為了防止這種情況，研究小組在儀器上開發(fā)了一個類似車庫的小門，可以將其打開和關(guān)閉以保護儀器。

月球冰立方旨在提供不同緯度的多個站點觀測結(jié)果，以進一步了解月球上的水循環(huán)。此外，月球冰立方的發(fā)現(xiàn)將為其他觀測月球的立方衛(wèi)星提供免費測量。

BIRCHES首席工程師Cliff Brambora表示：“任何有關(guān)月球的知識都是有價值的。“月球是技術(shù)和探索的試驗場，我們從那里獲得的知識將幫助我們有潛力在其他星球(例如火星)上持續(xù)存在。”

除了BIRCHES儀器的小型化技術(shù)外，Lunar IceCube將配備一種離子推進推進器，這是CubeSats的一項新技術(shù)。由于航天器的體積很小，推進器使用少量推進劑進行電氣操作，以進行小的推動并沿航天器的路徑驅(qū)動航天器，類似于蝴蝶的機翼。

莫德黑德州立大學(xué)的本杰明·馬爾弗魯斯說：“通過使用創(chuàng)新的推進系統(tǒng)和創(chuàng)新的軌跡，利用CubeSats進行行星際探索是可能的。”“離子推進系統(tǒng)是一項啟用技術(shù)，它將為使用小型衛(wèi)星平臺的太陽系探索打開一扇門，從而開創(chuàng)了太空探索的新時代。”

作為CubeSat(一顆通常重量不到397磅的微型衛(wèi)星)，Lunar IceCube(重31磅)為該機構(gòu)提供了一種有效且具有成本效益的研究月球的方式。CubeSats為NASA，大學(xué)和其他組織提供了一個用于科學(xué)調(diào)查，技術(shù)演示和高級任務(wù)概念的平臺。BIRCHES的有效載荷大約只有一個8英寸紙巾盒的大小，在BIRCHES的開發(fā)過程中，該團隊不得不將舊硬件從以前的NASA任務(wù)大幅縮小到其原始大小的六分之一。

Lunar IceCube是美國宇航局位于馬里蘭州格林貝爾特的戈達德太空飛行中心之間的合作。NASA位于加利福尼亞州帕薩迪納的噴氣推進實驗室;美國宇航局在西弗吉尼亞州費爾蒙特的凱瑟琳·約翰遜獨立驗證與驗證中心;莫爾黑德州立大學(xué)(MSU);和商業(yè)伙伴，包括Busek太空推進公司。

BIRCHES儀器目前正在Goddard進行環(huán)境測試，并計劃于8月份交付給MSU，以整合到航天器中。該任務(wù)將作為輔助載荷在太空發(fā)射系統(tǒng)(SLS)的Artemis -1上發(fā)射。

Lunar IceCube正在為NASA登月任務(wù)鋪平道路。通過區(qū)分月球表面及其周圍的水，科學(xué)家將能夠預(yù)測季節(jié)變化并確定月球上水的原位使用量。隨著NASA努力在2024年之前建立持續(xù)的月球存在，這將是寶貴的信息。