ناسا با انتخاب سه تحقیق علمی که برای پاسخ به برخی از بزرگ‌ترین پرسش‌ها درباره زندگی بر سطح ماه طراحی شده‌اند، به تأسیس نخستین پایگاه انسانی ماه نزدیک‌تر می‌شود. این مأموریت‌ها به جستجوی غارهای زیرزمینی که می‌توانند پناهگاه فضانوردان باشند، بررسی ذخایر پنهان یخ ماه و پایش خطرات زیست‌محیطی که می‌توانند کاوشگران آینده را تهدید کنند، خواهند پرداخت.
این ابزارها و فناوری‌های جدید از طریق برنامه «بارها و تحقیقات روی سطح ماه» (PRISM) ناسا انتخاب شدند. آن‌ها از طریق ابتکار «خدمات تجاری بار ماه» (CLPS) آژانس و به عنوان بخشی از برنامه پایگاه ماه، به سطح ماه تحویل داده خواهند شد.
هر تحقیق به یکی از چالش‌های مختلف ایجاد حضور انسانی پایدار در ماه می‌پردازد. محققان پناهگاه‌های طبیعی بالقوه را بررسی، منابعی که فضانوردان می‌توانند از آن‌ها استفاده کنند را شناسایی و شرایط خطرناکی که سکونتگاه‌ها و تجهیزات آینده باید تحمل کنند را مطالعه خواهند کرد. یافته‌های این سه پروژه در مجموع، برنامه‌های آرتمیس و پایگاه ماه ناسا را در حالی که آژانس به سمت کاوش بلندمدت ماه حرکت می‌کند، پشتیبانی خواهند کرد.
نیکی فاکس، مدیر معاونت علوم در مقر ناسا در واشنگتن، اظهار داشت: «علوم ناسا در حال تدوین راهنمای نهایی بقای بین‌سیاره‌ای است تا اطمینان حاصل شود که علم ابتدا به سطح ماه می‌رود و اطلاعات حیاتی، منابع و اقدامات احتیاطی ایمنی مورد نیاز برای بقا در شب‌های ماه را پیش از زمان لازم فراهم می‌کند.» او افزود: «این انتخاب‌های PRISM به طور مستقیم به ناسا کمک می‌کنند تا خطرات برای فضانوردان خود را به حداقل برساند و اهداف آژانس را حداکثر کند، در حالی که ما نخستین پاسگاه انسانی ماه را برای آماده‌سازی جهت اعزام اولین فضانوردان به مریخ راه‌اندازی می‌کنیم.»
پایش زلزله‌های ماه و سایر خطرات قمری
اولین تحقیق، «ایستگاه پایش محیطی ماه - قطب جنوب» (LEMS-SP)، یک ایستگاه خودگردان را برای ردیابی شرایط زیست‌محیطی و تهدیدات بالقوه در یک بازه زمانی طولانی ایجاد خواهد کرد.
یکی از وظایف آن تشخیص ریزشهاب‌سنگ‌ها، قطعات کوچک فضایی است که به سطح ماه برخورد می‌کنند. برخلاف زمین، ماه فاقد جو ضخیمی است که بتواند اکثر اجسام ورودی را بسوزاند و این برخوردها را برای تجهیزات و سکونتگاه‌های آینده نگران‌کننده می‌سازد.
این ایستگاه همچنین فراوانی مواد فرار، موادی که به راحتی به گاز تبدیل می‌شوند، را در لایه بسیار نازک گازهای خارجی ماه اندازه‌گیری خواهد کرد. ردیابی این مواد به دانشمندان کمک می‌کند تا تغییرات محیط ماه را در طول زمان بهتر درک کنند.
ابزار مهم دیگر یک لرزه‌نگار دوره کوتاه خواهد بود که برای تشخیص ارتعاشات و فعالیت‌های لرزه‌ای، از جمله زلزله‌های ماه، طراحی شده است. این اندازه‌گیری‌ها می‌توانند خطراتی را آشکار کنند که ناسا هنگام طراحی سازه‌ها و نصب تجهیزات حساس بر سطح ماه باید آن‌ها را در نظر بگیرد.
با جمع‌آوری اطلاعات درباره برخوردها، فعالیت‌های لرزه‌ای و محیط اطراف، LEMS-SP می‌تواند به مهندسان کمک کند تا زیرساخت‌های ایمن‌تر و قابل اعتمادتری برای یک پایگاه دائمی ماه توسعه دهند.
این تحقیق تحت رهبری دکتر مهدی بنا از دانشگاه مریلند، شهرستان بالتیمور، انجام خواهد شد.
جستجوی غارهای پنهان زیر ماه
تحقیق دوم یکی از جذاب‌ترین احتمالات ماه را کاوش خواهد کرد: گذرگاه‌های عظیم زیرزمینی که می‌توانند به عنوان پناهگاه‌های طبیعی برای فضانوردان خدمت کنند.
این مأموریت که «ابزارهای ژئوفیزیکی برای بررسی چاله ماریوس» (GIMLI) نام دارد، چاله تپه‌های ماریوس، دهانه‌ای در سطح ماه را که ممکن است به یک لوله گدازه زیرزمینی گسترده متصل باشد، بررسی خواهد کرد.
لوله‌های گدازه زمانی تشکیل می‌شوند که سطح بیرونی گدازه در حال جریان سرد و سخت می‌شود، در حالی که سنگ مذاب همچنان در زیر آن حرکت می‌کند. پس از تخلیه گدازه، تونل‌های توخالی باقی می‌مانند. دانشمندان معتقدند ساختارهای مشابهی ممکن است در بخش‌هایی از مناطق آتشفشانی ماه وجود داشته باشند.
GIMLI از اندازه‌گیری‌های ژئوفیزیکی برای بررسی آنچه در زیر چاله قرار دارد استفاده خواهد کرد و تعیین می‌کند آیا به یک گذرگاه زیرزمینی بزرگ‌تر متصل است یا خیر. یافته‌ها همچنین بینش‌های جدیدی درباره فرآیندهای آتشفشانی که منظره ماه را شکل داده‌اند، ارائه خواهد داد.
در صورت تأیید فضاهای بزرگ زیرزمینی، آن‌ها می‌توانند مزیت مهمی برای کاوش انسانی آینده فراهم کنند.
سطح ماه در معرض تغییرات شدید دما، تشعشعات یونیزان مضر و برخوردهای مکرر با سنگ‌های فضایی کوچک است. لوله‌های گدازه زیرزمینی می‌توانند دماهای پایدارتر و حفاظت طبیعی در برابر این خطرات را فراهم کنند.
به جای اتکا کامل به سازه‌های محافظتی ساخته شده بر سطح، فضانوردان آینده ممکن است بتوانند از برخی از ساختارهای زمین‌شناسی موجود ماه به عنوان پناهگاه استفاده کنند.
بنابراین، تأیید وجود و اندازه این فضاهای زیرزمینی می‌تواند بر محل استقرار سکونتگاه‌های آینده توسط ناسا و نحوه طراحی آن‌ها تأثیر بگذارد.
دکتر ناتانیل پوتزیگ از مؤسسه علوم سیاره‌ای به عنوان محقق اصلی GIMLI خدمت خواهد کرد.
شکار یخ پنهان و منابع قابل استفاده ماه
تحقیق سوم بر منبع دیگری تمرکز خواهد کرد که می‌تواند برای حضور انسانی پایدار در ماه ضروری باشد: یخ آب.
بار «تصویربردار عمقی با اپتیک طیفی و رنگی» (DISCO) برای انجام نخستین اندازه‌گیری‌های مستقیم از سطح ماه از یخ حفظ شده در داخل مناطق بسیار سرد کوچک شناخته شده به عنوان «تله‌های سرد میکروسکوپی» طراحی شده است.
این مناطق می‌توانند به اندازه کافی سرد بمانند تا یخ دوام بیاورد، زیرا نور مستقیم خورشید کمی یا هیچ دریافت نمی‌کنند. شناسایی محل قرارگیری یخ، مقدار آن و نحوه توزیعش می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا بفهمند آیا می‌تواند به یک منبع عملی برای مأموریت‌های آینده ماه تبدیل شود یا خیر.
انتقال آب از زمین به فضا هزینه‌بر است. یافتن یخ قابل دسترسی در ماه می‌تواند در نهایت به فضانوردان اجازه دهد تا آب را به صورت محلی تهیه کرده و احتمالاً آن را به اکسیژن و هیدروژن برای کاربردهای دیگر پردازش کنند.
DISCO همچنین خواص فیزیکی سطح ماه را بررسی خواهد کرد.
یکی از چالش‌ها درک اتفاقی است که هنگام فرود یک فضاپیما رخ می‌دهد. خروجی موشک می‌تواند گرد و غبار و مواد شل را از زمین به بیرون پرتاب کند و به طور بالقوه بر تجهیزات و سازه‌های مجاور تأثیر بگذارد.
محققان همچنین ثبات زمین را بررسی خواهند کرد تا بهتر درک کنند که فضانوردان، وسایل نقلیه رباتیک و سایر تجهیزات چگونه می‌توانند ایمن‌تر بر سطح حرکت کنند.
ترکیب این اندازه‌گیری‌ها به ناسا کمک خواهد کرد تا عملیات فرود و سطحی ایمن‌تری توسعه دهد و در حالی که فناوری‌هایی را که می‌توانند یخ ماه را به یک منبع مفید برای برنامه پایگاه ماه تبدیل کنند، پیشرفت می‌بخشد.
دکتر ایریل دویچ از مرکز پژوهشی آمز ناسا در دره سیلیکون کالیفرنیا، تحقیق DISCO را رهبری خواهد کرد.
استوار کردن بنیان نخستین پایگاه انسانی ماه
در کنار هم، این سه تحقیق برخی از مهم‌ترین چالش‌های ایجاد حضور انسانی پایدار فراتر از زمین را حل خواهند کرد.
LEMS-SP به دانشمندان کمک می‌کند تا تهدیدات زیست‌محیطی را درک کنند، GIMLI بررسی خواهد کرد که آیا لوله‌های گدازه زیرزمینی می‌توانند حفاظت طبیعی فراهم کنند یا خیر، و DISCO منابع بالقوه آب و رفتار سطح ماه را مطالعه خواهد کرد.
نتایج می‌تواند بر همه چیز، از مکان‌یابی سکونتگاه‌های آینده گرفته تا طراحی تجهیزات و توسعه سیستم‌هایی که به فضانوردان امکان استفاده از منابع موجود در ماه را می‌دهد، تأثیر بگذارد.
برد بیلی، مدیر دفتر ادغام استراتژی علوم اکتشاف در معاونت علوم ناسا، گفت: «هر انتخاب جدید PRISM توانایی ما را برای ارائه علوم جاه‌طلبانه و تحول‌آفرین به سطح ماه تقویت می‌کند.» او افزود: «این تحقیقات نمونه‌ای از نحوه گسترش مرزهای کاوش ماه توسط آرتمیس و پایگاه ماه هستند، پیشرفت فناوری‌های نوآورانه، تعمیق درک ما از محیط ماه و هموار کردن راه برای مأموریت‌های فضانوردی آینده را نشان می‌دهند.»
ناسا در حال تلاش برای افزایش دفعات مأموریت‌های ماه خود است، در حالی که برای تأسیس پایگاه ماه آماده می‌شود.