NASA近日选定由行星科学研究所(PSI)牵头的GIMLI任务,将通过PRISM计划与CLPS商业着陆器,携带探地雷达、地震传感器和重力仪实地调查马里乌斯山坑——确认其下是否藏着可为宇航员躲避辐射和极端温差的"天然庇护所"。

NASA近日选定了一项由行星科学研究所(PSI)牵头的提案,旨在调查一个月球坑洞开口之下是否存在潜在的大型地下洞穴。此类洞穴未来或可为宇航员提供一处"天然庇护所",以躲避月球表面的辐射和极端温差。
该项目将通过NASA的"月球表面载荷与研究调查"(PRISM)计划获得资助,该计划借助商业月球载荷服务(CLPS)项目提供的航天器,将科学仪器送上月球。这项入选项目名为"马里乌斯月球坑地球物理调查"(GIMLI),由PSI副主任兼高级科学家Than Putzig领导。
PSI正与Honeybee Robotics合作推进此项努力,后者将负责建造大部分设备和仪器,这些载荷将由CLPS项目提供的着陆器和漫游车搭载至月球。PSI的工作还将与挪威航天局合作开展。
GIMLI代表了PSI致力于追求的那种雄心勃勃的行星科学。Than和他的团队正在把一个我们长期从轨道上研究的科学问题,转化为一种直接在月球上实地调查的方法。我们很高兴由PSI牵头这项工作,并与NASA和Honeybee Robotics合作,以更深入地了解月球及其火山历史。
— PSI主任兼首席执行官 Amanda Hendrix
月球轨道观测已提供了令人信服的证据,表明月球表面之下可能存在洞穴和熔岩管。GIMLI的研究将聚焦于马里乌斯山坑(MHP)——月球火山活动最为多样的区域之一中的一个巨大坑洞。与其他月球坑一样,MHP可能充当通往这些地下空间的开口,这些空间或许形成于远古火山活动期间。GIMLI将使科学家能够从月球表面直接对MHP展开调查。
长期以来,我一直希望将主动源地震方法重新引入行星科学,因为自阿波罗宇航员在月球上进行首次地震勘测以来,基本上再未开展过此类工作。将这种方法与探地雷达和重力测量相结合,更加令人兴奋,因为这些方法合在一起,将使我们能够更好地了解地下特性——包括预期探测到一条从马里乌斯山坑向外延伸的熔岩管。
— GIMLI项目负责人 Than Putzig
GIMLI将使用探地雷达、地震传感器和重力仪等工具来窥视地表之下,同时相机将提供地表和坑壁的图像。这些仪器不仅将搜寻从MHP延伸出的地下空洞,如果存在这样的空洞,它们还将帮助确定其大小。
三件"透视"地下世界的仪器
探地雷达
由挪威航天局提供,扫描浅层地下结构
主动源地震系统
自阿波罗时代以来首次重返月球实地应用
重力仪
探测地下密度异常,圈定空洞与熔岩管
Honeybee Robotics(蓝色起源旗下公司)将作为PSI的商业合作伙伴,提供项目管理服务,并建造主动源地震系统、重力仪和相机等仪器。他们还将负责将所有仪器集成到着陆器和漫游车上,并与PSI共同领导这些仪器在月球表面的运行。
即便GIMLI未能在月球表面之下找到洞穴或熔岩管,其结果和数据仍可能有助于回答一个重要问题:这个坑洞是如何形成的?对周围地下的测量可以帮助解答围绕MHP起源的疑问,并更好地了解该地点周围的地质和火山历史。
GIMLI团队还将把目光投向坑洞本身之外。该地理区域有着漫长的火山活动史,MHP的坑壁暴露出了通常隐藏在地下的风化层和熔岩流层序。研究这些层序可以揭示熔岩在月球上如何运移,以及喷发之间是否相隔了漫长的时期。
月球坑之所以引人关注,不仅仅是因为坑壁中保存的地质信息。任何潜在地下空间的内部也可能保存着塑造月球的火山过程的历史。
确认一条规模可观的熔岩管将使我们得以洞察月球上的火山活动是如何运作的。熔岩管是地球玄武岩火山活动中的常见特征,因此在月球上识别出它们,意味着我们可以利用对这类地球洞穴的知识来更好地理解月球历史。
— GIMLI项目副首席研究员 Gareth Morgan
除PSI和Honeybee Robotics外,团队还包括来自博伊西州立大学、约翰斯·霍普金斯大学、月球与行星研究所和奥斯陆大学的联合研究员,探地雷达由挪威航天局提供。
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