En månrover som kan analysera prover in situ och en europeisk anläggning för att lagra utomjordiska prover kommer att hjälpa till att skydda månprover från kontaminering och öka deras användbarhet i vetenskapliga experiment.

1969, Apollo 12-uppdraget hämtade en kamera som hade lämnats på månen av en tidigare rymdfarkost. När det analyserades, forskare upptäckte några bakterier - Streptococcus mitis – som finns hos människor. Medan bakteriernas ursprung diskuterades hett, incidenten belyste problemet med korskontaminering – något som kan ogiltigförklara analysen av alla prover som tagits tillbaka från framtida månuppdrag.

Med tanke på de potentiella månen och andra rymduppdrag som kommer upp under det kommande decenniet, Det kommer också att bli ett större behov av bättre sätt att hantera och analysera materialet.

En lösning är att använda månrovers för att analysera månens miljö på plats, men en viktig utmaning med detta, enligt Diego Urbina från Belgien-baserade företaget Space Applications Services, är den traditionella enorma kostnaden och svårigheten att transportera och använda dessa fordon.

Urbina arbetar med ett projekt som heter LUVMI, som håller på att utveckla en lätt, lågprisrover som väger ca 45kg. I januari, teamet testade en 60 kg prototyp under två dagar i Noordwijk, Nederländerna, för att se hur den presterade självständigt i att navigera i farliga hinder och månliknande ytor, från oländig terräng till sanddyner.

"Det gick riktigt bra. Det bevisade att konceptet fungerade, att den levererade de funktioner vi ville ha den till, och roverns borr fungerade korrekt, " sa Urbina. "Vi hoppas att i mitten av 2020-talet, Om allt går bra, vi skulle kunna ha LUVMI redo för månen."

Teamet hoppas att LUVMI kan skickas för att titta på egenskaperna hos månens vattenis – vars existens bekräftades förra året – såväl som kemikalierna i skorpan och atmosfären, känd som flyktiga ämnen.

Det kan också utforska sätt att utvinna syre och vatten för användning av människor och som bränsle för fordon och satelliter, potentiellt hjälpa framtida uppdrag. "Vi förväntar oss att det här är en sorts exponentiell effekt - att när du väl kan utvinna resurser, dessa möjliggör många saker som kan hjälpa dig att utvinna fler resurser och expandera in i solsystemet, sa Urbina.

Skön plats

Urbina förklarade att LUVMI-rovern är mycket mindre än traditionella regeringsstödda, men också större än de mer kommersiella miniatyrerna, som de som designades för Googles Lunar XPRIZE innan den avbröts förra året.

"Vi är på ett trevligt ställe där det är tillräckligt litet för att dina lanseringskostnader inte är för höga och tillräckligt stora för att du ska kunna leverera en trevlig svit av nyttolaster och göra något intressant, " han sa.

Istället för att ha sex hjul som vissa andra modeller, LUVMI rover har bara fyra, vilket Urbina säger gör den mer energieffektiv samtidigt som den håller den mycket mobil. Detta möjliggörs av ett justerbart fjädringssystem som gör att chassit kan röra sig upp och ner och lättare sätta sensorer i kontakt med månens yta när det körs.

Till skillnad från traditionella rovers som överför prover till månens yta efter att ha borrat i berg, LUVMI kommer också att sikta på att halvera analystiden och minska risken för att skada materialen genom att mäta dem på plats istället för att återföra dem till jorden. Den kommer att göra detta genom att borra i marken med sin provtagare, som använder värme för att frigöra de flyktiga ämnen som ska mätas.

Men även om man analyserar prover på månen kan ge en viss mängd information, Det finns inget som att ha en del av månen framför sig att titta på på jorden, säger professor Sara Russell vid Natural History Museum i London, STORBRITANNIEN.

"Det finns massor av saker som en in situ rover eller orbital mission kan göra, men det finns många experiment där du faktiskt måste ha provet i dina händer i ett labb för att göra dem, " Hon sa.

Prof. Russell sa att detta är nödvändigt för studier som exakta isotopmätningar för att bestämma provernas åldrar eller kemisk historia, eller detaljerade undersökningar av organiskt material för att bedöma möjligheten till liv någon annanstans i solsystemet.

Hon är en del av ett team som utvecklar en plan för att bygga en dedikerad pan-europeisk anläggning för att korrekt kurera prover som returneras från rymden, skydda dem från kontaminering och bevara dem i perfekt skick.

Kuration

Hennes roll, som ledare för ett projekt kallat EURO-CARES, var att sammanföra forskare och ingenjörer från hela Europa för att planera en European Sample Curation Facility (ESCF) för att möta behoven av provåtervändandeuppdrag under de kommande decennierna.

"Det finns mycket gemensamt i vad vi behöver göra, och varje europeiskt rymduppdrag kommer att vara en internationell satsning som är ett samarbete mellan flera olika länder, " förklarade prof. Russell. "Så det var viktigt att vi gick samman för att dela vår expertis och skapa något som skulle vara mer Europaomfattande."

Förutom att förena sina kunskaper från tidigare rymdforskning, forskarna tittade runt kuratoranläggningar på andra kontinenter, som NASA och japanska JAXA. "De var briljanta i att dela med sig av sina lärdomar, " sa prof. Russell.

Hon sa att alla forskningsanläggningar borde vara modulära, med utrymme för att lägga till nya byggnader för att skydda prover som kommer från väldigt olika miljöer och undvika korskontaminering. "Tumregeln är att prover ska hållas i liknande skick som de är på kroppsytan, " Hon sa.

Enligt Prof. Russell, kurationen av själva månproverna är relativt okomplicerad på grund av det halvsekkels gamla kunskap som erhållits från Apollo-månuppdragen – vilket gör att man börjar med månen är riktigt bra, lätt och genomförbart."

Men, Hon sa, prover från kroppar som Mars är "en helt annan vattenkokare av fisk" jämfört med månens sterila natur. Det finns ett behov av att ta hänsyn till förhållandena i Mars atmosfär och möjligheten att insekter kan föras tillbaka till jorden. Det ger dem en "begränsad" status som involverar en hel uppsättning protokoll för skydd på jorden.

Detta kan också kräva till exempel, något slags tält som skulle kunna resas där ett prov landar för inledande arbete innan det förs till sin slutliga kurationsanläggning.

Teamet uppskattar att att bygga en ESCF för att kurera bara obegränsade prover skulle kosta mellan 10 miljoner euro och 20 miljoner euro, och över 100 miljoner euro för en som också analyserade begränsade prover. Prof. Russell säger att detta är en relativt liten utgift med tanke på den totala kostnaden för uppdrag, med nuvarande asteroidprovuppdrag som Hayabusa2 och OSIRIS-REx budgeterade till hundratals miljoner euro och ett Mars-projekt som sannolikt kommer att kosta miljarder.

Teamet har ännu inte etablerat sig på en specifik plats och skulle behöva söka finansiering för att bygga den som ett nästa steg. Prof. Russell säger, dock, att arbetet med en ESCF bör påbörjas minst sju år innan prover sannolikt kommer att återföras till jorden – och med uppdrag som eventuellt kommer tillbaka från månen och någon annanstans inom en tidsram på tio år från och med nu, detta kan öka brådskan.

"Det har kommit hem att vi verkligen måste börja tänka på det nu, ", sa prof. Russell. "En anläggning skulle öppna upp ett helt nytt vetenskapsområde, några av dem vet vi inte ens om ännu."