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研究人员将质谱仪用于月球任务

2021-07-27 14:52          质谱仪

美国宇航局资助了西南研究所的有界月球外逸层环境分析 (ENABLE) 项目,该项目旨在使月球表面的质谱法重返月球表面。这项为期三年、耗资 218 万美元的计划旨在将商用现成的质谱仪应用于识别月球上存在的材料的设计中。

质谱法是一种分析技术,它通过根据气态离子的质荷比对它们进行分类来识别化学物质。质谱仪器可以识别未知化合物,量化已知化合物并确定分子的结构和化学性质。拟议的月球设计可以部署在多个航天平台上,包括月球表面着陆器和机器人漫游车,以及适合未来宇航员操作的手持工具。

“部署到月球表面的最后一台质谱仪是 1972 年 12 月在阿波罗 17 号任务期间部署的月球大气成分实验 (LACE),”SwRI 的 ENABLE 首席研究员 Edward Patrick 说。“通过 ENABLE,我们开始了一个成功的商业设计,能够进行从大气压到超高真空 (UHV) 的诊断。”

在阿波罗之后将近半个世纪,美国宇航局的月球任务,如月球陨石坑观测和传感卫星、月球勘测轨道飞行器和月球大气和尘埃环境探测器,已经进行了遥感,以寻找被困的挥发物,这些化学物质很容易蒸发。这些发现开启了“原地资源利用”或 ISRU 领域,这将允许探险者在月球和火星等目标世界“离开陆地”。

无论是为可呼吸的空气和火箭燃料挖掘自然资源库,还是为太空建筑和建造生产工程材料,ISRU 都有望减少未来任务所需的有效载荷大小。它还可以增加科学有效载荷能力,降低任务风险,支持扩展的载人任务,并最终允许人类在月球及其他地方永久存在。

帕特里克说:“质谱法返回月球的时间已经过去了。” “由于目前正在开发的多国太空任务舰队正在筹划中,质谱是 ISRU 成功所必需的优先诊断工具。”

一旦在月球表面的探索和开发过程中直接证明了这些类型仪器的实用性,帕特里克预计原位质谱仪将变得无处不在。

“无论是探查月球挥发物、监测航天器尾气副产品、探索月球地下亿万年的历史,还是寻找微流星体撞击的泄漏,我们都相信质谱法将引领月球恶劣环境的调查,”帕特里克说。

SwRI 的 ENABLE 项目由 NASA 的月球仪器开发和推进 (DALI) 计划资助,该计划旨在推进和开发科学仪器,这些仪器有望用于未来的小型商业月球着陆器。

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