A ferramenta de caça a água da NASA ajudará o polo sul da Lua a explorar

A NASA está se juntando a parceiros internacionais para caçar gelo na Lua em apoio à futura exploração humana. A agência está fornecendo um instrumento de detecção de água, o Sistema Espectrômetro de Nêutrons (NSS), para a missão de Exploração Polar Lunar (LUPEX) liderada pela JAXA (Agência Japonesa de Exploração Aeroespacial) e ISRO (Organização Indiana de Pesquisa Espacial).

O instrumento, que detecta gelo sob a superfície lunar, será instalado no rover lunar da LUPEX planejado para chegar à Lua não antes de 2028. O apoio da NASA ao LUPEX faz parte de um esforço contínuo para identificar e caracterizar a água lunar e outros materiais que evaporam facilmente perto do Pólo Sul da Lua.

A água é um material crítico para os planos da NASA de desenvolver uma presença duradoura na Lua. Em vez de depender apenas dos recursos transportados da Terra, os astronautas poderiam usar a água da Lua para obter ar respirável, combustível para foguetes e muito mais. O primeiro passo é encontrar depósitos de quantidades significativas de água perto da superfície para marcar potenciais áreas de aterragem para futuros astronautas. A água na Lua é encontrada principalmente como moléculas dentro do regolito lunar, o material poeirento e rochoso que cobre a superfície da Lua, mas pode haver depósitos de gelo abaixo da superfície do Pólo Sul lunar. Assim que compreendermos melhor a quantidade e a qualidade dos recursos disponíveis, poderemos aprender como aproveitá-los para exploração.

“Atualmente existe uma lacuna na nossa compreensão de como o gelo lunar é distribuído em pequenas escalas, de 10 centímetros a 10 quilômetros”, disse Rick Elphic, líder do NSS no Centro de Pesquisa Ames da NASA, no Vale do Silício, na Califórnia, onde o instrumento foi desenvolvido em colaboração com o Centro de Tecnologia Avançada Lockheed Martin em Palo Alto, Califórnia. “A única maneira de compreender ‘onde’ e ‘quanto’ de gelo lunar é explorando a superfície nestas escalas.”

Como os nêutrons sinalizam a água

Os cientistas podem procurar água na Lua sem perfurar a superfície. Em vez disso, eles procuram concentrações de hidrogênio, o H em H₂O. Missões anteriores em órbita lunar encontraram sinais de água nos pólos lunares, mas são necessárias missões terrestres para construir mapas detalhados de localização e quantidade.

Instrumentos como o NSS podem inferir a presença de hidrogênio detectando interações com partículas chamadas nêutrons. Os nêutrons estão constantemente chacoalhando no solo lunar e têm aproximadamente o mesmo tamanho dos átomos de hidrogênio. Quando essas duas partículas interagem, menos nêutrons de energia média são ejetados do solo. A ausência de nêutrons de energia média sugere que mais partículas estão interagindo com o hidrogênio subterrâneo, um déficit que pode ser medido com as ferramentas certas.

O instrumento NSS usa um “contador proporcional de gás” para detectar nêutrons saltando do solo lunar. Possui dois tubos que contêm um gás raro chamado hélio-3, que é muito sensível aos nêutrons. Quando os nêutrons atingem os átomos do gás hélio-3, o gás produz pulsos elétricos que podem ser contados para inferir a presença e a quantidade de hidrogênio até um metro abaixo da terra.

Série de caçadores de água

A investigação em curso da água da Lua informará como os astronautas poderão acessá-la no futuro. Para esse fim, os investigadores da NASA em Ames desenvolveram uma série de instrumentos NSS destinados a embarcar em diferentes missões para investigar locais no Pólo Sul da Lua.

O primeiro instrumento NSS da série com destino à Lua foi transportado a bordo do módulo de pouso Peregrine da Astrobotic, Missão Astrobótica Peregrina Umlançado em janeiro de 2024. Essa missão chegou ao fim sem pousar na superfície lunar, mas o NSS a bordo ligou e operou vários dias ao longo da missão de 10 dias. Estas operações capturaram com sucesso dados sobre o fundo de partículas do espaço profundo, o que apoiou fortemente as operações do NSS em missões futuras.

VIPER da NASA (Voláteis investigando rover de exploração polar), parte da campanha Artemis da agência, transportará outro NSS. Como parte do projeto da NASA esforço contínuo de serviços comerciais de carga útil lunarum quarto instrumento NSS viajará a bordo do “micro rover” MoonRanger desenvolvido pela Carnegie Mellon University em Pittsburgh.

“As três próximas expedições do rover NSS nos dirão que tipos de lugares na Lua têm maior probabilidade de abrigar gelo”, disse Elphic. “As missões à superfície lunar podem então ser planeadas para locais semelhantes onde o gelo pode ser encontrado.”

O Sistema Espectrômetro de Nêutrons foi desenvolvido em conjunto pelo Ames Research Center da NASA e pelo Lockheed Martin Advanced Technology Center em Palo Alto, Califórnia.

Para mais informações sobre a ciência da água na Lua, visite:

https://science.nasa.gov/moon/moon-water-and-ices

Karen Fox/Molly Wasser
Sede, Washington
240-285-5155 / 240-419-1732
karen.c.fox@nasa.gov / molly.l.wasser@nasa.gov

Arezu Sarvestani
Centro de Pesquisa Ames, Vale do Silício
650-613-2334
arezu.sarvestani@nasa.gov