Uma luz de laser brilhando no escuro poderia impulsionar a exploração robótica dos locais mais tentadores em nosso sistema solar:as crateras permanentemente sombreadas ao redor dos pólos da lua, acredita-se ser rico em gelo de água e outros materiais valiosos.

O programa Discovery &Preparation da ESA financiou o projeto de um sistema de laser para manter um rover alimentado com energia de até 15 km de distância enquanto explora algumas dessas crateras escuras.

Nas latitudes lunares mais altas, o sol fica baixo no horizonte durante todo o ano, lançando longas sombras que mantêm as crateras afundadas atoladas em sombras permanentes, potencialmente em uma escala de tempo de bilhões de anos. Dados do Lunar Reconnaissance Orbiter da NASA, Os orbitadores Chandrayaan-1 da Índia e SMART-1 da ESA mostram que essas "regiões permanentemente sombreadas" são ricas em hidrogênio, sugerindo fortemente que o gelo de água pode ser encontrado lá.

Além de ter interesse científico, este gelo seria valioso para os colonos lunares, como fonte de água potável, oxigênio para respirar, bem como uma fonte de combustível de hidrogênio para foguetes. Mas saber com certeza requer entrar nessas crateras escuras e perfurar.

Qualquer rover prospectando as regiões sombreadas teria que ficar sem energia solar, enquanto lutava com temperaturas comparáveis ​​à superfície de Plutão, até –240 ° C, apenas 30 graus acima do zero absoluto.

"A sugestão padrão para tal situação é equipar o rover com geradores termoelétricos radioisótopos nucleares, "comenta o engenheiro de robótica da ESA, Michel Van Winnendael." Mas isso apresenta problemas de complexidade, custo e gerenciamento térmico - o rover poderia aquecer tanto que prospectar e analisar amostras de gelo se tornaria realmente impraticável.

"Como uma alternativa, este estudo analisou o aproveitamento de um sistema de energia baseado em laser, inspirado por experimentos de laser terrestre para manter os drones energizados e voando por horas a fio. "

O PHILIP de 10 meses, "Powering rovers por indução de laser de alta intensidade em planetas, "O contrato foi firmado para a ESA pela empresa italiana Leonardo e pelo Instituto Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento de Optoeletrônica da Romênia, chegando com um projeto completo de missão de exploração movido a laser.

Isso incluiu a seleção de um local para o módulo de pouso da missão, em uma região quase permanentemente iluminada pelo sol entre as crateras de Gerlache e Shackleton do Pólo Sul. Este módulo de pouso hospedaria um laser infravermelho de 500 watts movido a energia solar, que ele manteria treinado em um veículo espacial de 250 kg ao entrar nas regiões sombreadas.

O rover converteria essa luz laser em energia elétrica usando uma versão modificada de um painel solar padrão, com fotodiodos nas laterais do painel, mantendo-o travado no laser com precisão de centímetro.

O estudo identificou rotas que levariam o rover para baixo em uma inclinação de 10 graus relativamente suave, mantendo-o na linha de visão direta do módulo de pouso. O feixe de laser pode ser usado como um link de comunicação bidirecional, com um retrorrefletor modulante montado no segundo painel solar do rover, enviar pulsos de sinal em luz refletida de volta para a sonda.

Orientando os requisitos do projeto, A ESA já realizou testes de campo à noite em Tenerife, semelhante à lua, para simular operações de rover na sombra permanente.

Michel acrescenta:"Com o projeto PHILIP concluído, estamos um passo mais perto de alimentar rovers com lasers para explorar as partes escuras da lua. Estamos no estágio em que a prototipagem e o teste podem começar, realizado por programas de tecnologia ESA de acompanhamento. "