Пристрій для виявлення запаху Місяця буде запущено цього року на місячному посадковому модулі Astrobotic Peregrine, який відправиться в дорогу на ракетіULA Vulcan 24 грудня. На Місяці немає такої атмосфери, як на Землі, але навколо її поверхні обертається багато частинок, що вчені називають екзосферою.
День на Місяці триває два земні тижні, тому сонячне світло, що падає на Місяць, змушує багато молекул нагріватися, розсіюватися та взаємодіяти із сонячним вітром у вигляді газів. Це молекули, які намагатимуться вловити місячний спектрометр Peregrine Ion-Trap Mass Spectrometer (PITMS), щоб скласти карту складу місячної екзосфери.
«Оскільки людство прагне досліджувати нашу Сонячну систему, використовуючи місцеві ресурси, отримання огляду того, які ресурси доступні на Місяці для використання як паливо, їжу чи енергію, надзвичайно важливо, і саме тут на допомогу приходить наш спектрометр», — каже представник ЕКА. Роланд Траутнер, інженер з розвідувального навантаження та експлуатації, керуючий розробкою спектрометра.
Посадковий модуль Peregrine має приземлитися на Місяць біля вулканічних куполів Груїтуїзен у північній місячній півкулі. У цій галузі космічний корабель приземлиться вперше, і це дасть мас-спектрометру хороший огляд молекул екзосфери у незайманому місці. За словами Траутнера, отримані дані «допоможуть зрозуміти процеси, що відбуваються в нашій Сонячній системі, і навіть аспекти історії Землі та нашого природного супутника».
Гази на Місяці можуть осідати в холодних полярних областях Місяця, де є місця, куди ніколи не потрапляє сонячне світло. Цьому процесу може сприяти наявність великої кількості води на полюсах місячних; водяна пара замерзає, осідає і може накопичуватися протягом сотень мільйонів років. Розуміння джерел води та її кількості на полюсах та поблизу них принесе користь дослідникам Місяця у майбутньому.
Спектрометр, розроблений британським університетом Open University у Мілтон-Кінсі та національною космічною лабораторією STFC RAL Space, стаціонарно встановлений на посадковому модулі Peregrine і може збирати дані більшу частину місячної доби протягом 240 годин, протягом яких посадковий модуль Peregrine функціонуватиме. Вчені на Землі зможуть побачити, як молекули та їх кількість змінюються з часом з місячної поверхні. Це дозволить визначити не тільки склад, а й щільність екзосфери, коли Сонце нагріває поверхню Місяця, вивільняючи молекули, які потім можуть продовжити свою подорож, поки зрештою не опиняться у пастці на холодних полюсах.
Спектрометр заснований на технології «іонної пастки» — оригінальному пристрої, який дозволяє дослідникам ідентифікувати та кількісно визначати атоми та молекули зразка. Місячні молекули, що потрапляють у датчик, бомбардуються електронами нагрітої нитки розжарення, створюючи іони. Іони накопичуються в електричному полі, утвореному набором електродів точної форми. Потім іони вивільняються з цієї пастки в порядку збільшення відношення маси до заряду в детекторі. Час, коли іони досягають детектора, вказує на масу і, отже, на хімічну приналежність іона, а кількість відліків визначає їх концентрацію в екзосфері, що дає повний огляд молекул на Місяці.
«Мас-спектрометр — звичайний прилад у лабораторіях на Землі, але зазвичай вони такого ж розміру, як мій офіс», — робить висновок Роланд, — «інженерам Відкритого університету та RAL Space вдалося зменшити його до пристрою вагою 1,6 кг, розміром у половину коробки з-під взуття і споживає стільки ж електроенергії, скільки зарядний пристрій для телефону».
