NASA розпочало реалізацію проєкту PROMISE (Polar Rover for Observation, Mapping, and In-Situ Exploration) — шестиколісного місяцехода з ядерною енергетичною установкою, призначеного для дослідження південного полюса Місяця. Апарат створять із використанням інженерної моделі марсохода Curiosity та запасних компонентів, розроблених для місій Curiosity і Perseverance. Запуск місії запланований на кінець 2028 року.
Розробкою PROMISE займатиметься Лабораторія реактивного руху NASA (JPL) у Південній Каліфорнії. Основою апарата стане інженерний екземпляр Curiosity, який використовували як випробувальний стенд для перевірки конструкції, електроніки та систем пересування марсохода. До нової машини інтегрують додаткові електронні компоненти, а також запасні й випробувальні елементи, створені для Curiosity і Perseverance. Використання вже розробленого обладнання дасть змогу скоротити терміни створення та вартість проєкту.
Електроенергію PROMISE отримуватиме від радіоізотопного термоелектричного генератора MMRTG. Аналогічні установки використовуються на марсоходах Curiosity і Perseverance. Генератор перетворює тепло, що виділяється під час радіоактивного розпаду плутонію-238, на електроенергію та водночас забезпечує апарат теплом. Це дасть змогу місяцеходу працювати під час тривалих місячних ночей і досліджувати постійно затінені ділянки, куди практично не потрапляє сонячне світло.
Наукове обладнання PROMISE
Місяцехід отримає вісім наукових приладів для вивчення поверхні та підповерхневих шарів Місяця, пошуку водяного льоду й інших летких речовин, а також оцінювання умов навколишнього середовища.
Одним з основних інструментів стане бурова установка TRIDENT (The Regolith and Ice Drill for Exploring New Terrain). Вона зможе видобувати зразки реголіту з глибини до одного метра, послідовно заглиблюючись на 10 см. Бур також вимірюватиме температуру, міцність і щільність ґрунту, що дасть змогу оцінити його фізичні властивості.
Для аналізу отриманих зразків передбачено мас-спектрометр MSOLO (Mass Spectrometer Observing Lunar Operations). Він досліджуватиме хімічний склад летких речовин, що вивільняються з реголіту, зокрема сполук води, які потенційно можуть у ньому міститися.
Ще один прилад — ближній інфрачервоний спектрометр NIRVSS (Near-Infrared Volatiles Spectrometer System). Він призначений для виявлення льоду та інших речовин у місячному ґрунті, а також визначення мінералогічного складу поверхні.
Нейтронний спектрометр NSS (Neutron Spectrometer System) допоможе виявляти підповерхневі поклади води за вмістом водню в реголіті. Спільне використання NSS, NIRVSS і MSOLO дасть змогу досліджувати розподіл летких речовин та уточнювати їхній склад.
Температурні умови в районі південного полюса вивчатиме мультиспектральний інфрачервоний радіометр LAFORGE (Lunar Advanced Filter Observing Radiometer for Geologic Exploration). Він призначений для вимірювання екстремально низьких температур у постійно затінених областях, де вони можуть опускатися приблизно до −242 °C. Отримані дані також допоможуть визначити склад реголіту та виявити холодні пастки, у яких можуть зберігатися запаси водяного льоду.
Для оцінювання радіаційної обстановки на поверхні Місяця встановлять детектор RAD (Radiation Assessment Detector). Він вимірюватиме потоки високоенергетичних частинок сонячного та галактичного походження. Ці дані необхідні для оцінювання радіаційних ризиків і розроблення засобів захисту майбутніх учасників місячних експедицій Artemis.
До складу обладнання також увійде лазерний відбивач LRA (Laser Retroreflector Array). Він дасть змогу визначати місцеположення місяцехода з точністю до кількох сантиметрів, відбиваючи лазерні імпульси, спрямовані з орбітального апарата.
Для отримання зображень і картографування місцевості PROMISE оснастять системою камер Lunar Dashcam. Кілька камер, установлених на щоглі апарата, зніматимуть стереоскопічні панорами під час руху. На основі цих зображень фахівці зможуть створювати докладні тривимірні карти місячного рельєфу. Для роботи в темних областях передбачені власні освітлювачі.
Випробування технологій автономного пересування
Окрім наукових приладів, PROMISE стане платформою для випробування нових обчислювальних і навігаційних технологій.
Зокрема, апарат отримає обчислювальну систему HPSC (High Performance Spaceflight Computing), розроблену NASA для майбутніх космічних місій. Вона має підвищену стійкість до радіації та призначена для оброблення даних безпосередньо на борту космічного апарата.
Для побудови тривимірних карт навколишньої місцевості використовуватиметься система SCAN-3D (Surface Characterization and Autonomous Navigation in 3D). Вона ґрунтується на лідарі, який спрямовує лазерні імпульси на навколишні об'єкти та за відбитим сигналом формує тривимірну модель поверхні в реальному часі.
Дані лідарної системи та датчиків ходової частини оброблятиме програмне забезпечення HI-RATE (High-speed Intelligent Robust Autonomous Terrain Exploration). Воно призначене для автономного планування маршрутів і вибору безпечної траєкторії руху, зокрема за відсутності сонячного освітлення. Це дасть змогу зменшити потребу в постійному керуванні місяцеходом із Землі.
Окрему увагу NASA приділить вивченню взаємодії коліс із місячним ґрунтом. Аналіз даних про рух, проковзування та деформацію поверхні допоможе визначити, наскільки реголіт щільний, пухкий або неоднорідний. Отримані результати використовуватимуть під час вибору майбутніх посадкових майданчиків і розроблення місячної транспортної інфраструктури.
Зв'язок із місією VIPER і майбутньою місячною базою
Чотири наукові прилади PROMISE — TRIDENT, MSOLO, NIRVSS і NSS — також передбачені для встановлення на місяцеході VIPER (Volatiles Investigating Polar Exploration Rover). Обидві місії досліджуватимуть різні райони південного полюса Місяця, що дасть змогу отримати взаємодоповнювальні дані про розподіл водяного льоду та інших летких речовин.
Основне завдання PROMISE полягає не лише в пошуку потенційно доступних ресурсів, а й у збиранні інформації, необхідної для підготовки майбутніх пілотованих експедицій. Результати досліджень допоможуть оцінити придатність різних ділянок для розміщення посадкових майданчиків, транспортних систем та елементів місячної інфраструктури.
NASA планує доставити PROMISE на поверхню Місяця за допомогою посадкового апарата Blue Moon Mark 1 компанії Blue Origin. Для цього завдання агентство виділило компанії базовий контракт на 94 млн доларів із можливістю додаткового фінансування ще на 140 млн доларів за умови виконання передбачених вимог.
Запуск місяцехода запланований на кінець 2028 року, а тривалість його основної наукової програми має становити 18 місяців.
