In de komende jaren stuurt NASA voor het eerst sinds de laatste Apollo-missie in 1972 astronauten terug naar de maan. In mei kondigde NASA aan dat het plan - dat officieel bekend staat als Project Artemis - werd versneld en zou de komende vijf jaar plaatsvinden. Volgens de nieuwe tijdlijn zal Artemis in 2024 de eerste vrouw en de volgende man naar het zuidpoolgebied van de maan sturen.
Daartoe werkt NASA aan een maanrover die waterafzettingen in het zuidelijke poolgebied van de maan gaat zoeken en in kaart brengt. Het staat bekend als de Volatiles Investigating Polar Exploration Rover (VIPER) en het is gepland om tegen 2022 aan het maanoppervlak te worden geleverd. Deze missie zal gegevens verzamelen die toekomstige missies naar het Zuidpool-Aitken-bekken en de uiteindelijke bouw van een basis daar.
Daar aangekomen zal de rover enkele kilometers afleggen en vertrouwen op een reeks wetenschappelijke instrumenten - waaronder een boor van 1 m (3,3 ft) - om verschillende bodemomgevingen te bemonsteren. In de loop van 100 dagen zullen de gegevens die VIPER verzamelt, worden gebruikt om de eerste wereldwijde waterbronnenkaarten van de maan te maken. Dit komt goed van pas als daar een permanente menselijke nederzetting is gevestigd.
Daniel Andrews, de projectmanager van de VIPER-missie en directeur engineering bij NASA's Ames Research Center, zei in een recente NASA-persverklaring:
'De sleutel tot leven op de maan is water - hetzelfde als hier op aarde. Sinds de bevestiging van maanwater-ijs tien jaar geleden, is de vraag nu of de maan echt de hoeveelheid middelen kan bevatten die we nodig hebben om buiten de wereld te leven. Deze rover zal ons helpen de vele vragen te beantwoorden die we hebben over waar het water is en hoeveel we kunnen gebruiken. ”
Al vele jaren weten wetenschappers dat er overvloedige hoeveelheden waterijs zijn in de maanpoolgebieden. Dit ijs zou onmisbaar zijn voor het creëren van een duurzame menselijke aanwezigheid op de maan, omdat het voor alles zou kunnen worden gebruikt, van irrigatie en drinkwater tot de productie van zuurstofgas en waterstofbrandstof.
De aanwezigheid van dit ijs werd bevestigd in 2009 toen NASA de Lunar Crater Observation and Sensing Satellite (LCROSS) in de buurt van de zuidpool neerstortte en het resulterende stof meet dat werd opgestuwd. Gegevens van deze en andere missies hebben gegevens verzameld die erop wijzen dat er mogelijk miljoenen tonnen waterijs zijn.
De aanwezigheid van dit ijs is te danken aan de axiale kanteling van de maan, wat ervoor zorgt dat de poolgebieden permanent in de schaduw staan. Naarmate ijs zich in de loop van de tijd ophoopte door inslagen van komeet- en meteoren (evenals interacties tussen zonnewind en maangrond), verhinderde de afwezigheid van direct zonlicht dat het ijs sublimeerde in zuurstof en waterstofgas en verloren ging in de ruimte.
Om toegang te krijgen tot dit water, moeten wetenschappers meer leren over de locatie en de aard van de afzettingen, om nog maar te zwijgen van het bedenken van strategieën om het uit de maanbodem te halen. Zoals Anthony Colaprete, projectwetenschapper van VIPER, zei:
"Het is ongelooflijk spannend om een rover naar de nieuwe en unieke omgeving van de Zuidpool te laten gaan om te ontdekken waar we dat water precies kunnen oogsten. VIPER zal ons vertellen welke locaties de hoogste concentraties hebben en hoe diep onder de oppervlakte we moeten gaan om toegang te krijgen tot water. ”
Om dit te doen, zal VIPER onderzoeken hoe verschillende licht- en temperatuuromstandigheden leiden tot het creëren van verschillende bodemomgevingen. Door gegevens te verzamelen over de hoeveelheid water en andere elementen in elk, kan NASA in kaart brengen waar water waarschijnlijk zal worden gevonden op andere locaties over het maanoppervlak. Detectie en analyse vallen onder vier wetenschappelijke instrumenten.
Ten eerste is er het Neutron Spectrometer System (NSS), dat zal worden gebruikt om waterafzettingen onder het oppervlak te identificeren die nader onderzoek rechtvaardigen. VIPER zal vervolgens de Regolith en Ice Drill inzetten voor Exploring New Terrain (TRIDENT), die wordt ontwikkeld met de hulp van Honeybee Robotics, om boormonsters te verkrijgen tot een meter onder het oppervlak.
Deze boormonsters worden vervolgens geanalyseerd door de Mass Spectrometer Observing Lunar Operations (MSolo) - ontwikkeld vanuit NASA's Kennedy Space Center - en het Near InfraRed Volatiles Spectrometer System (NIRVSS) ontwikkeld door Ames. Deze twee instrumenten bepalen de samenstelling en concentratie van water en andere potentieel toegankelijke hulpbronnen die door de boor worden voortgebracht.
De VIPER-rover maakt deel uit van het Lunar Discovery and Exploration Program - dat wordt beheerd door NASA's Directoraat Wetenschapsmissie - en is het resultaat van aanzienlijke samenwerking tussen instanties. Het NASA Ames Research Center is verantwoordelijk voor het beheer van de werking van de rover en voor de ontwikkeling van zijn software, systemen en missiewetenschap.
Ondertussen wordt de hardware voor de rover ontworpen door het Johnson Space Center, terwijl de wetenschappelijke instrumenten worden geleverd door Ames en het Kennedy Space Center. Naast Honeybee Robotics worden de lancerings- en landingsdiensten die de rover naar de maan zullen vervoeren, verzorgd door commerciële partners zoals United Launch Alliance en Astrobotic.
Dit wordt gedaan via NASA's Commercial Lunar Payload Services (CLPS), die partners zoekt om tegen 2024 vóór de astronauten ladingen naar de maan te sturen.
