ناسا قصد دارد با شلیک گلوله‌های طیف‌سنج به سطح ماه و مریخ، ترکیب آنها را مطالعه کند
از تلسکوپ‌ها تا رُوِرها، ناسا، آژانس‌های فضایی و شرکت‌ها ابزارهای بی‌شماری برای مطالعه اجرام آسمانی توسعه داده‌اند.
اما اکنون، مرکز تحقیقاتی لانگلی ناسا روش جدیدی برای مطالعه ماه و مریخ پیشنهاد کرده است: شلیک به آنها با یک نوع خاص از "تفنگ".
این طرح شامل شلیک گلوله‌های حسگر مجهز به طیف‌سنج به سطح ماه یا مریخ برای تحلیل است.
این روش می‌تواند به کارشناسان کمک کند تا ترکیب مواد سطحی را تحلیل کرده و مناطقی که دسترسی به آنها برای کاوشگرها یا انسان‌ها دشوار است، مانند گودال‌های دائماً در سایه، را مورد بررسی قرار دهند.
“پژوهشگران مرکز تحقیقاتی لانگلی ناسا (LaRC) طیف‌سنج میکرو بی‌سیمی ساخته‌اند که می‌تواند به این مناطق دشوار دسترسی پیدا کند و داده‌های تله‌متری را به گیرنده‌ای که از آن محیط‌های شدید فاصله دارد، ارسال کند.”
میکرو طیف‌سنج
طیف‌سنجی، یا تحلیل نور، برای قرن‌ها برای مطالعه اجرام آسمانی به‌کار رفته است. با بررسی الگوهای نوری که توسط یک جسم گسیل یا جذب می‌شوند، دانشمندان می‌توانند ترکیب شیمیایی آن را تعیین کنند.
گلوله‌های حسگر پیشنهادی حاوی یک میکرو طیف‌سنج خواهند بود.
انتظار می‌رود میکرو طیف‌سنج گلوله‌مانند با یک منبع نوری قدرتمند UV LED، یک سوپر کاپاسیتور برای تأمین انرژی، و الکترونیک برای کنترل و ارتباطات تجهیز شود.
این وسیله قادر خواهد بود به عمیق‌ترین لایه‌های خاک نفوذ کرده و داده‌ها را به یک ایستگاه مادر ارسال کند.
“نمونه‌هایی ساخته شده‌اند تا آزمایش طیفی قطعات خاک را نشان دهند. نیاز به بلوغ بیشتر این فناوری برای نمایش در سطح ماه وجود دارد.”
بر اساس این مطالعه، ممکن است میکرو طیف‌سنج‌ها به چرخ‌های رُوِر، کفش‌های فضانوردان یا یک چوب دست مرتبط شوند.
جستجوی منابع قمری
مقدار زیادی منابع روی سطح ماه از جمله یخ آبی تا مواد معدنی وجود دارد. با توجه به اینکه کشورهای مختلف به دنبال فتح ماه هستند، اکتشافات آینده به استخراج و حفاری مواد معدنی بستگی خواهد داشت.
فضانوردان یا روورهای قمری می‌توانند از این تفنگ گازی فشرده برای شلیک گلوله‌های طیف‌سنجی به خاک قمری استفاده کنند. این کار اطلاعات دقیقی درباره ترکیب‌رگولیت بدون نیاز به حفاری دستی ارائه خواهد داد.
“مفهوم دستگاه جدید یک گلوله میکرو طیف‌سنج قابل‌شلیک برای دسترسی مستقیم به مناطق با تشکیل‌های زمین‌شناسی ناهموار و محیط‌های شدید را ارائه می‌دهد.”
این افزود: "میکرو طیف‌سنج گلوله‌مانند و مصرفی می‌تواند به خاک نفوذ کرده و ترکیبات خاک مانند آب، هلیوم He-3، یا مواد معدنی دیگر را طیفی شناسایی کند. سیگنال‌ها از داده‌های آزمون خاک از طریق یک سیستم تله‌متری به ایستگاه مادر منتقل می‌شوند.”
بر اساس IFL science، دو نوع تفرق نور وجود دارد که طیف‌سنج‌ها معمولاً از آنها استفاده می‌کنند: تفرق فرنل و تفرق فراونهوفر.
این دستگاه پیشنهادی از تفرق فرنل استفاده می‌کند. در حالی که تفرق فراونهوفر برای مطالعه اجرام دور مناسب است، فرنل بیشتر برای تحلیل از نزدیک مناسب است.
“برخلاف طیف‌سنج‌های معمولی که بر اساس تفرق فراونهوفر کار می‌کنند، مفهوم میکرو طیف‌سنج (MSM) بر اساس اصل تفرق فرنل است که اجازه تصویربرداری با وضوح بالا از یک سیگنال طیفی را در فاصله بسیار کوتاهی از عبور نور می‌دهد.”
در حالی که این فناوری هنوز در حال توسعه است، کاربردهای بالقوه بسیاری دارد. این روش می‌تواند برای کاوش سیارک‌ها، دنباله‌دارها و دیگر اجرام آسمانی استفاده شود و بینش‌های ارزشمندی درباره شکل‌گیری و تکامل منظومه شمسی ما فراهم کند.
ایده دستگاه در کنگره بین‌المللی زمین‌شناسی ۳۷ام در سال ۲۰۲۴ ارائه شد.
