NASA приступило к реализации проекта PROMISE (Polar Rover for Observation, Mapping, and In-Situ Exploration) — шестиколёсного лунохода с ядерной энергетической установкой, предназначенного для исследования южного полюса Луны. Аппарат будет создан с использованием инженерной модели марсохода Curiosity и запасных компонентов, разработанных для миссий Curiosity и Perseverance. Запуск миссии запланирован на конец 2028 года.
Разработкой PROMISE займётся Лаборатория реактивного движения NASA (JPL) в Южной Калифорнии. Основой аппарата станет инженерный экземпляр Curiosity, который использовался в качестве испытательного стенда для проверки конструкции, электроники и систем передвижения марсохода. В новую машину интегрируют дополнительные электронные компоненты, а также запасные и испытательные элементы, созданные для Curiosity и Perseverance. Использование уже разработанного оборудования позволит сократить сроки создания и стоимость проекта.
Электроэнергию PROMISE будет получать от радиоизотопного термоэлектрического генератора MMRTG. Аналогичные установки используются на марсоходах Curiosity и Perseverance. Генератор преобразует тепло, выделяемое при радиоактивном распаде плутония-238, в электричество и одновременно обеспечивает аппарат теплом. Это позволит луноходу работать во время продолжительных лунных ночей и исследовать постоянно затенённые области, куда практически не проникает солнечный свет.
Научная аппаратура PROMISE
Луноход получит восемь научных приборов для изучения поверхности и подповерхностных слоёв Луны, поиска водяного льда и других летучих веществ, а также оценки условий окружающей среды.
Одним из основных инструментов станет буровая установка TRIDENT (The Regolith and Ice Drill for Exploring New Terrain). Она сможет извлекать образцы реголита с глубины до одного метра, последовательно углубляясь на 10 см. Бур также будет измерять температуру, прочность и плотность грунта, что позволит оценить его физические свойства.
Для анализа извлечённых образцов предусмотрен масс-спектрометр MSOLO (Mass Spectrometer Observing Lunar Operations). Он будет исследовать химический состав летучих веществ, высвобождающихся из реголита, в том числе потенциально содержащихся в нём соединений воды.
Ещё один прибор — ближний инфракрасный спектрометр NIRVSS (Near-Infrared Volatiles Spectrometer System). Он предназначен для обнаружения льда и других веществ в лунном грунте, а также определения минералогического состава поверхности.
Нейтронный спектрометр NSS (Neutron Spectrometer System) поможет обнаруживать подповерхностные залежи воды по содержанию водорода в реголите. Совместное использование NSS, NIRVSS и MSOLO позволит исследовать распределение летучих веществ и уточнять их состав.
Температурные условия в районе южного полюса будет изучать мультиспектральный инфракрасный радиометр LAFORGE (Lunar Advanced Filter Observing Radiometer for Geologic Exploration). Он предназначен для измерения экстремально низких температур в постоянно затенённых областях, где они могут достигать примерно −242 °C. Полученные данные также помогут определить состав реголита и выявить холодные ловушки, в которых могут сохраняться запасы водяного льда.
Для оценки радиационной обстановки на поверхности Луны установят детектор RAD (Radiation Assessment Detector). Он будет измерять потоки высокоэнергетических частиц солнечного и галактического происхождения. Эти данные необходимы для оценки радиационных рисков и разработки средств защиты будущих участников лунных экспедиций Artemis.
В состав аппаратуры также войдёт лазерный отражатель LRA (Laser Retroreflector Array). Он позволит определять местоположение лунохода с точностью до нескольких сантиметров, отражая лазерные импульсы, направленные с орбитального аппарата.
Для получения изображений и картографирования местности PROMISE оснастят системой камер Lunar Dashcam. Несколько камер, установленных на мачте аппарата, будут снимать стереоскопические панорамы во время движения. На основе этих изображений специалисты смогут создавать подробные трёхмерные карты лунного рельефа. Для работы в тёмных областях предусмотрены собственные осветители.
Испытание технологий автономного передвижения
Помимо научных приборов, PROMISE станет платформой для испытания новых вычислительных и навигационных технологий.
В частности, аппарат получит вычислительную систему HPSC (High Performance Spaceflight Computing), разработанную NASA для будущих космических миссий. Она отличается повышенной устойчивостью к радиации и предназначена для обработки данных непосредственно на борту космического аппарата.
Для построения трёхмерных карт окружающей местности будет использоваться система SCAN-3D (Surface Characterization and Autonomous Navigation in 3D). Она основана на лидаре, который направляет лазерные импульсы на окружающие объекты и по отражённому сигналу формирует трёхмерную модель поверхности в реальном времени.
Данные лидарной системы и датчиков ходовой части будет обрабатывать программное обеспечение HI-RATE (High-speed Intelligent Robust Autonomous Terrain Exploration). Оно предназначено для автономного планирования маршрутов и выбора безопасной траектории движения, в том числе в условиях отсутствия солнечного освещения. Это позволит сократить необходимость постоянного управления луноходом с Земли.
Отдельное внимание NASA уделит изучению взаимодействия колёс с лунным грунтом. Анализ данных о движении, проскальзывании и деформации поверхности поможет определить, насколько реголит плотный, рыхлый или неоднородный. Полученные результаты будут использоваться при выборе будущих посадочных площадок и разработке лунной транспортной инфраструктуры.
Связь с миссией VIPER и будущей лунной базой
Четыре научных прибора PROMISE — TRIDENT, MSOLO, NIRVSS и NSS — также предусмотрены для установки на луноход VIPER (Volatiles Investigating Polar Exploration Rover). Обе миссии будут исследовать разные районы южного полюса Луны, что позволит получить взаимодополняющие данные о распределении водяного льда и других летучих веществ.
Основная задача PROMISE заключается не только в поиске потенциально доступных ресурсов, но и в сборе информации, необходимой для подготовки будущих пилотируемых экспедиций. Результаты исследований помогут оценить пригодность различных участков для размещения посадочных площадок, транспортных систем и элементов лунной инфраструктуры.
NASA планирует доставить PROMISE на поверхность Луны с помощью посадочного аппарата Blue Moon Mark 1 компании Blue Origin. Для этой задачи агентство выделило компании базовый контракт на 94 млн долларов с возможностью дополнительного финансирования ещё на 140 млн долларов при выполнении предусмотренных условий.
Запуск лунохода намечен на конец 2028 года, а продолжительность его основной научной программы должна составить 18 месяцев.
