NASA профинансировала дрон на лазерной тяге для изучения гигантских пещер под поверхностью Луны

Прямо под поверхностью Луны раскинулись подземные полости диаметром в сотни метров. Некоторые из них в тысячу раз обширнее аналогичных лавовых трубок, образованных вулканической активностью на Земле. Ученые давно рассматривают эти лунные пещеры как площадки для будущих исследовательских баз, ведь толстые слои реголита и застывшей магмы обеспечивают естественную защиту от космической радиации.

После десятилетий более умозрительных и дистанционных исследований NASA наконец переходит к практике. Космическое агентство объявило, что профинансирует разработку компании Stone Aerospace, Inc. из Остина, которая создаст привязной дрон для спелеологии на Луне.

Питание аппарат будет получать через лазерный луч, передаваемый по системе оптоволоконных кабелей, соединяющих дрон с луноходом на поверхности.

Согласно заявлению NASA, эта схема передачи энергии по оптоволокну (power-over-fiber, PoF) решит сразу три критические задачи миссии. Кабель выступит стандартным широкополосным оптоволоконным каналом, обеспечивая высокоскоростную передачу данных сквозь непроницаемую породу, будет генерировать электроэнергию на борту, а также обеспечит усиленную лазером тягу для "незагрязняющей холодногазовой двигательной системы" дрона.

Ведущий физик Stone Aerospace Гилли Элор отметила:

Предложенное исследование может обеспечить первое в истории исследование пещеры за пределами Земли. Кроме того, наша технология обладает широким двойным потенциалом для наземных применений, позволяя вести дальнюю непрерывную передачу оптической энергии на мобильные платформы на суше, в воздухе или под водой.

Кромешная тьма

Подобно земным лавовым трубкам, включая те, что недавно изучали астробиологи NASA на Гавайях, лунные геологические образования сформировались, когда древние реки лавы прокладывали путь через ландшафт. Ближе к поверхности лава остывала быстрее, оставляя после себя длинные полые тоннели.

В рамках предложенной миссии Lunar Underground eXplorer (LUX) парящий робот-исследователь Stone Aerospace спустится в лунный провал Моря Спокойствия. Эта зияющая пропасть находится примерно в 400 километрах от места посадки "Аполлона-11".

Глубина провала Моря Спокойствия составляет около 133 метров. Тот факт, что он ведет в целую сеть пещер, обнаружили лишь недавно благодаря радарным данным лунного орбитального аппарата Lunar Reconnaissance Orbiter, собранным еще в 2010 году, но проанализированным итальянскими геологами только в 2024 году.

Элор в прошлом работала приглашенным научным сотрудником в Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли и опытной исследовательницей глубоких пещер, таких как Система-Чеве в мексиканской Оахаке. Она отметила, что при исследовании глубин Моря Спокойствия возникнут "серьезные трудности".

Навигация окажется энергозатратной из-за полной темноты. GPS-навигации, которая помогла бы ориентироваться в "полностью неизученной" трехмерной среде, там не будет. Вдобавок система должна быть незагрязняющей, чтобы не влиять на показания датчиков в первозданной среде.

Спуск

NASA выделило команде Элор 175 тысяч долларов на предварительные исследования миссии. Эта сумма стала частью общих 3,2 миллиона долларов, распределенных в июле в рамках наград первой фазы программы NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC).

Директор отдела перспективных исследований и технологий NASA Грег Стовер заявил:

NASA обозначило амбициозное видение будущего космических исследований, мы возвращаемся на Луну надолго, движемся к Марсу и стремимся углубить наше понимание космоса. Достижение этого потребует больше, чем постепенного технологического прогресса. Это значит, что нам нужны огромные скачки. Эти награды и есть те инновации, которые миру нужны от NASA.

По словам Элор, конструкции PoF-дрона Stone Aerospace пригодятся и по мере продвижения миссий NASA к Красной планете.

Хотя существуют и другие предложения по миссиям в лунные лавовые трубки, ни одно из них не обладает уникальным сочетанием ключевых элементов нашей концепции. В совокупности, как мы полагаем, они значительно расширят дальность, продолжительность и качество науки и исследований для подповерхностного изучения Луны, а в перспективе и Марса.

Точные сроки запуска миссии пока не анонсированы.