Coby první krok na cestě k odhalení tajemství Měsíce nacházejících se pod povrchem, požádala v roce 2019 ESA o nápady na detekování, mapování a prozkoumání lunárních jeskyní. Pět námětů bylo vybráno k detailnějšímu prostudování. Každý z nich přitom řeší jinou fázi potenciální mise.
S pomocí těchto pěti studií v rámci projektu Sysnova byly vypracovány tři scénáře mise. První počítá s předběžným průzkumem jam a podzemních jeskyní z lunárního povrchu. Druhý se spuštěním sondy do jámy a vstup do první části jeskyně. A jeden využívá autonomní rovery pro vstup do podzemních lávových tunelů.
„Ačkoliv studie byly velmi odlišné v tématu a přístupu, všechny poskytly skvělý vhled do potenciálních technologií pro průzkum a zkoumání geologie podzemí Měsíce,“ reaguje na výstupy studií manažerka ESA pro projekty CAVES a PANGAEA a jejich technická poradkyně Loredana Bessone. „Byla to fascinující cesta a skvělá příležitost pro ESA, aby mohla začít uvažovat o misi k průzkumu lunárních jeskyní.“
Aby byla zaručena maximální vědecká návratnost mise, tak byly vybrány dva vědecké týmy stojící za studiemi – jeden z University of Würzburg a jeden z University of Oviedo – jako součást širší studie ESA CDF (Concurrent Design Facility). Oba se zaměřily na druhý scénář, neboť dostupné technologie dovolí bezpečný průzkum a dokumentaci lunárních jam, stejně jako náhled do tunelů do jam vedoucích.
Širší studie CDF začíná tento týden integrováním výsledků studií realizovaných dvěma týmy s plány na logistický lunární modul ESA EL3 (European Large Logistics Lander) a iniciativu Moonlight. Zatímco EL3 je přistávací modul navrhovaný k provedení série misí ESA na Měsíc, iniciativa Moonlight má za cíl poskytnout navigační a telekomunikační služby pro lunární průzkum.
University of Würzburg zkoumá koncept spuštění sondy na kabelu, která by prozkoumala a charakterizovala vstupy, stěny a vstupní část lunárních lávových tunelů. Tyto rozsáhlé podzemní kaverny zřejmě vznikly tokem lávy před miliardami let.
Kompaktní sférická sonda pojmenovaná Daedalus bude vybavená 3D lidarem, stereokamerou a schopností nezávislého pohybu. Vytvořením trojrozměrného modelu lávového tunelu může identifikovat geologické zdroje a vyhledávat místa se stabilní úrovní radiace a teplotou. Tyto informace nám mohou přiblížit výstavbě osídlené základny na Měsíci.
Mezitím University of Oviedo zkoumá vypuštění roje malých robotů do jeskyně. Spolupracuje při tom s University of Vigo a Alen Space, přičemž svůj výzkum zaměřuje na překonání nedostatku slunečního svitu – a tedy z něj vytvářené sluneční energie – uvnitř jeskyní, stejně jako na přenos dat z robotů k roveru na lunárním povrchu.
Řešení týmu představuje využití jeřábu pro spuštění robotů do lávového tunelu. Rover pak bude mít sluneční baterie a bude dodávat energii robotům skrze jeřáb a „dobíjecí hlavu“ připojenou na konec manipulačního lana. Ta bude v dohledu robotů, přičemž energii bude předávat bezdrátově, stejně jako zajišťovat vysílání a přijímání dat.
V rámci pokračování výzkumu navrhne studie CDF misi do lunárních jeskyní v délce jedno měsíčního dne (14 dní pozemských), a to od přistání EL3. Studie CDF se zaměří na druhý scénář a bude specifikovat jednotlivé subsystémy pro podobné mise, aby bylo zajištěno, že budou schopné pracovat společně.
„Studie CDF bude řešit detaily, jako jsou energetické požadavky mise, cesta potřebná z místa přistání k okraji tunelu nebo požadavky na energii a data pro sestup a mapování jeskyně,“ vysvětluje speleolog a specialista na lávové tunely Francesco Sauro, který je zároveň technickým ředitelem programů ESA CAVES a PANGAEA. „Stejně tak bude studovat rozhraní mezi roverem a robotickým jeřábem, navíc vlastní jeřáb a sondu Daedalus.“
„Dohromady studie Sysnova a CDF pomáhají ESA identifikovat zajímavé technologie a vyvinout cesty k jejich budoucí realizaci. Podporují ESA v tom, aby správně vyhodnotila proveditelnost nových konceptů pro budoucí mise.“
Zatímco lunární povrch je dobře zdokumentovaný sondami na oběžné dráze, svět ukrytý pod povrchem zůstává tajemstvím. Krytí, které lunární jeskyně poskytují, stejně jako přístup k vodě a dalším zdrojům, může být zásadní pro budoucí pilotovaný nebo robotický průzkum Měsíce. Díky tomu jsou studie Sysnova a navazující CDF důležitým krokem vpřed k realizaci lunární mise.
Další informace jsou k dispozici na portálu Evropské kosmické agentury (ESA).
