A corrida espacial entre os EUA e a Rússia terminou há meio século, quando os astronautas americanos se tornaram os primeiros a caminhar na lua. Hoje há mais uma corrida, impulsionado pelo pouso bem-sucedido da China no outro lado da lua e envolvendo empresas privadas, bem como agências espaciais nacionais, para colocar os humanos de volta na superfície lunar.

Mas construir uma base lunar e realmente viver na lua exigirá um planejamento cuidadoso. Primeiro, precisamos identificar e mapear os recursos lunares disponíveis, incluindo hidrogênio e gelo de água. Esses compostos são cruciais se quisermos criar ar respirável e combustível de foguete, seja para um observatório ou uma plataforma de lançamento para ir aos planetas exteriores em nosso sistema solar.

Mas enviar missões para mapear a lua em busca de recursos com detalhes suficientes para permitir futuros estabelecimentos é um empreendimento caro que levará muito tempo. Felizmente, há um atalho - minúsculos satélites chamados CubeSats.

Existem muitos recursos desejáveis ​​na lua, do gelo de água que pode nos fornecer combustível e ar e outros elementos voláteis ao titânio. Estes podem ter se acumulado em regiões polares permanentemente sombreadas, onde está muito frio para que evaporem.

As missões lunares orbitais e pousadas anteriores nos forneceram uma ampla visão geral da geologia da superfície lunar. Este conhecimento foi impulsionado por amostras lunares retornadas das missões de retorno de amostra Apollo e Luna, bem como meteoritos lunares recuperados.

Na verdade, foi assim que obtivemos a evidência de gelo de água lunar em regiões permanentemente sombreadas. Também aprendemos que a superfície lunar é composta de quantidades variáveis ​​de ilmenita e minerais de óxido relacionados, bem como minerais de silicato e ferro nanofase (material com tamanhos de grãos abaixo de 100 nanômetros), que são úteis para futuras construções na lua.

Mas esse conhecimento não nos levará muito longe. Também precisamos saber exatamente como as substâncias são distribuídas e em que forma estão. Elas são livres ou estão ligadas a alguma coisa? Eles estão lá no fundo? Como eles interagem com a superfície lunar? Não podemos extraí-los com sucesso sem saber dessas coisas.

Se quisermos chegar ao fundo dessas questões, Precisamos de novas missões de baixo custo que possam ser realizadas mais rapidamente em comparação com projetos tradicionalmente grandes e caros.

Nanossatélites

Mini- e microssatélites, uma tecnologia que amadureceu nos últimos 40 anos para tornar a ciência espacial consideravelmente mais barata, têm, portanto, apresentado como uma ótima opção. Nos anos mais recentes, até mesmo começamos a considerar o uso de plataformas de nanosatélites - como CubeSats. Estes são minúsculos satélites pesando algumas dezenas de quilogramas, onde uma plataforma padrão foi desenvolvida na qual diferentes instrumentos podem ser instalados.

A exploração robótica do sistema solar usando nano-satélites é atraente porque são mais baratos, menos arriscado e tem um cronograma de desenvolvimento mais curto em comparação com as missões científicas tradicionais. A NASA está, portanto, planejando uma série de missões lunares usando CubeSats, incluindo Lunar Flashlight, LunaH-Map e Lunar Ice-Cube, o que ajudará a melhorar nossa compreensão da distribuição espacial do gelo de água em armadilhas de frio lunar. Contudo, a resolução espacial das observações dessas missões não é grande - da ordem de um a muitos quilômetros.

Dado que os futuros módulos lunares ou rovers destinados a regiões permanentemente sombreadas provavelmente terão mobilidade limitada, há uma necessidade de melhorar a precisão espacial dos mapas de gelo de água. Trabalho em outra missão CubeSat chamada Volatile &Mineralogy Mapping Orbiter (VMMO), financiada pela Agência Espacial Europeia, que será capaz de fazer isso usando a tecnologia laser.

VMMO visa abordar vários aspectos-chave da futura exploração lunar. Adotando o "design 12U CubeSat, "que tem as dimensões de 120 x 10 x 10 cm, mapeará a localização de recursos relevantes e substâncias voláteis em quantidades suficientes para serem operacionalmente úteis para futuros colonos lunares para produzir combustível e ar respirável. Sua carga científica primária é um instrumento a laser miniaturizado que investigaria a cratera Shackleton, adjacente ao Pólo Sul, para medir a abundância de gelo de água.

Especificamente, o instrumento usa um lidar, um método de levantamento que pode criar imagens de um objeto, iluminando-o com luz laser e medindo a luz refletida com um sensor. Examinando um caminho de dez metros de largura, o instrumento levaria cerca de 260 dias para construir um mapa de alta resolução do gelo de água dentro da cratera de 20 quilômetros de diâmetro dessa forma.

Ele também mapeará recursos lunares, como ilmenita (TiFeO3), à medida que voa sobre regiões iluminadas pelo sol, bem como monitorar a distribuição de gelo e outras substâncias em áreas escurecidas. Isso nos ajudará a entender como os condensados ​​migram pela superfície durante a noite lunar de duas semanas.

A missão VMMO está prevista para ser lançada em 2023. Se tudo correr bem, ajudará a pavimentar o caminho para a exploração lunar europeia em direção a uma aldeia lunar e exploração comercial no período de 2030-2040.

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.