Pink Floyd åt sidan, det finns faktiskt ingen mörk sida av månen – bara en sida som du inte kan se från jorden. Det är, om du inte är en forskare som de vid University of Arizona och samarbetar med institutioner, som ger sig ut för att undersöka meteoritnedslag på månens bortre sida.

Lunar Meteoroid Impacts Observer, eller LUMIO, projektet leds av Francesco Topputo, en biträdande professor i rymdsystem vid Polytechnic University of Milan i Italien.

Roberto Furfaro, docent vid institutionen för system- och industriteknik och institutionen för rymd- och maskinteknik, och Vishnu Reddy, biträdande professor vid Lunar and Planetary Laboratory, utgör UA-teamet i LUMIO-uppdragsstudien.

Projektet syftar till att använda en avancerad kamera för att övervaka meteoriter som träffar månen. I kombination med befintlig jordbaserad övervakning, dessa observationer kan skapa en mer fullständig bild av vad som händer när meteoriter träffar månytan, och den rumsliga fördelningen av dessa effekter. Att förstå var meteoriter som träffar månen kommer ifrån och när de träffar hjälper oss att förstå skräpmiljön i rymden nära jorden.

"LUMIO kommer att göra det möjligt för oss att svara på några nyckelfrågor om populationen av små objekt runt jorden-månesystemet, " sa Reddy. Reddy kom med den vetenskapliga motiveringen för uppdraget.

Delft University of Technology i Nederländerna är också involverade, Ecole polytechnique federale de Lausanne i Schweiz, Italienska flyg- och försvarsföretaget Leonardo, Science &Technology Corp. i Norge, och Europeiska rymdorganisationens European Space Research and Technology Centre i Nederländerna.

Anropar alla CubeSats

SysNova, ett initiativ från European Space Agency som använder teknikutmaningar för att locka de bästa förslagen från europeiska företag, universitet och forskningscentra, bad först om förslag på sin Lunar CubeSats for Exploration -tävling i slutet av 2016, och ett 60-tal team svarade på samtalet. Under våren 2017 fyra lag valdes ut som finalister, och fick bidrag på cirka 100 USD, 000 och sex månader för inledande studier. LUMIO utsågs till vinnare i december 2017.

CubeSats är miniatyrsatelliter som består av 10-by-10-by-10-centimeter kubiska enheter som kallas U's. Ursprungligen användes i universitetsmiljöer så att studenter kunde designa och driva sina egna uppdrag, CubeSats låga kostnad, låg vikt och allt kraftfullare bearbetningsförmåga har fått mer uppmärksamhet från nationella rymdorganisationer de senaste åren. Roger Walker, en projektledare för pedagogiska satellitprojekt vid European Space Agency, jämförde dagens standardsatelliter med datorer och CubeSats med smartphones.

"Nu, byråer undersöker möjligheten att skicka ut dessa kuber inte bara runt jorden, men för att utforska andra områden, sa Furfaro.

Kevin Jacquinot, som tog sin masterexamen i flygsystem vid UA 2017, designat en CubeSat för en oberoende studiekurs som arbetar för Furfaro. Efter studenten, han gjorde lite systemteknik för LUMIO.

"På grund av LUMIO, Jag kom i kontakt med Europeiska rymdorganisationen, och jag väntar faktiskt på ett svar från dem om att arbeta med ett annat månutforskningsprojekt, " sa han. "Jag skulle älska att arbeta med ett sådant här projekt igen."

Lunar Situationsmedvetenhet

Som chef för initiativet Space Situational Awareness Arizona, Furfaro samarbetar med andra UA-fakulteten för att förstå och karakterisera beteendet hos objekt i rymden.

Ett syfte med LUMIO-uppdraget är att öka månens situationsmedvetenhet, eller vad som kan påverka månen. Detta kan vara särskilt viktigt för USA, mot bakgrund av ett direktiv som president Donald Trump undertecknade i december som formellt instruerade NASA att skicka fler astronauter till månen.

"Om vi ​​ska gå tillbaka till månen, som presidenten meddelade, vi måste också ha en bättre förståelse för månmiljön, "Sa Furfaro.

Som vinnare av utmaningen, LUMIO-teamet kommer att genomföra en samtidig ingenjörsstudie med ESA under de kommande månaderna.

"Sedan, om allt går bra, det finns en god chans att vi flyger den, sa Furfaro.

Uppdrag till månen

LUMIO skulle vara cirka 12U (2Ux2Ux3U) och väga cirka 50 pund (ungefär en hundradel vikt av NASA:s New Frontier-rymdfarkoster). I fas ett av sitt uppdrag, den skulle transporteras till månen på ett annat fordon, börja sedan dess mån, eller selenocentrisk, bana.

I fas två, överföringsfasen, LUMIO skulle resa bortom månen till L2, en gravitationsparkeringsplats som astrodynamiker refererar till som en "Lagrange-punkt" (uppkallad efter en matematiker från 800-talet), vilket gör att LUMIO kan behålla sin relativa position till månen när den kretsar runt jorden.

I fas tre, den operativa fasen, LUMIO skulle börja kretsa runt L2 i cirka 29-dagars rotationer - samma längd som själva måncykeln.

Under de två veckorna kring den bortre sidans nymåne - en fullmåne ur jordens perspektiv, månen kommer att vara tillräckligt mörk för att LUMIO ska kunna observera och registrera meteoriska effekter. Månen kommer att vara för ljus för att observera under de andra två veckorna, så forskare kommer att använda tiden till att omkalibrera LUMIOs navigationssystem och hålla det på rätt bana.

LUMIO skulle kretsa runt L2 i ungefär ett år, följt av bortskaffande, vilket kan innebära att LUMIO kraschar på månytan. En annan rymdfarkost med rätt instrumentering skulle kunna få värdefull information om månens underyta genom att observera skräp och material som rörs upp av LUMIO vid sammanstötningen.