Rensa reservdelar och ta tag i hårdvara från hyllan, University of California, Berkeley, rymdforskare är i en sprint för att bygga vetenskapliga instrument som kommer att landa på månen om bara två år.

NASA meddelade i går att de har valt ut 12 vetenskapliga nyttolaster för att flyga ombord på tre månlandningsuppdrag inom de närmaste åren. En av dem kommer att vara Lunar Surface Electromagnetics Experiment (LuSEE), som kommer att byggas under ledning av Stuart Bale, en professor i fysik från UC Berkeley och en veteran från flera tidigare NASA-uppdrag, inklusive Parker Solar Probe som lanserades i augusti förra året.

De vetenskapliga och tekniska experimenten kommer att utforska månens ytmiljö inför kommande mänskliga uppdrag och är en del av NASA:s samarbete med kommersiella partners för att lansera nyttolaster – och, senast 2024, människor – till månen.

Bale och hans kollegor vid UC Berkeleys Space Sciences Laboratory har mindre än 6 miljoner dollar för att täcka kostnaderna, vilket innebär att de kommer att samarbeta med reservdelar som ursprungligen byggdes för Parker Solar Probe och andra rymdfarkoster, inklusive STEREO, som lanserades 2006 och fortfarande ger stereoutsikt över solen, och 2013 MAVEN på ett uppdrag till Mars. LuSEE kommer att göra omfattande mätningar av elektromagnetiska fenomen på månens yta och sätta upp ett enkelt radioteleskop – det första operativa teleskopet på månen.

"NASA ville ha instrument som är redo att gå, eftersom schemat är riktigt aggressivt. Vi pratar om att dra ihop något och leverera det på cirka 18 månader, som är snabb, " sa Bale. "Vi föreslog en omflygning av vår Parker Solar Probe-instrumentering, som fungerar som en charm, och teamet är fortfarande tillsammans för att få det trimmat. Vi är bra på att bygga experiment snabbt och det fungerar."

"Berkeley kommer att sätta ett experiment på månens yta, " tillade Bale. "Det är ganska coolt, Jag tror."

Två veckors livslängd?

Experimentet förväntas inte pågå längre än en måndag – ungefär två veckor – eftersom batterierna laddas ur under nattens två veckor. Men Bale hoppas att den kommer att överleva månmörkret och leva för att observera ännu en måndag.

"Den termiska miljön är riktigt otäck på den mörka sidan, så vi landar på morgonen, när solen går upp på månen, spendera två veckor – ett måndagsljus – med att observera som en galning, och när det blir natt, landern går in i mörkret och batterierna tar slut eftersom det inte finns någon solenergi för att ladda upp dem. De behöver inte vakna på andra sidan."

Uppdragen är en del av NASA:s Commercial Lunar Payload Services-program, som den 31 maj gav tre uppkomna företag i uppdrag att bygga månlandare för att återföra NASA till månen 50 år efter att USA senast landade en rymdfarkost där:det bemannade uppdraget Apollo 17 1972. Dessa landare kommer att bära de 12 lasterna, varav sju kommer att fokusera på att svara på frågor inom planetvetenskap och heliofysik, och fem om att demonstrera ny teknik.

"De här nya månens nyttolaster representerar banbrytande innovationer som kommer att hjälpa oss att lära känna månen som vi aldrig har gjort förut, när vi förbereder oss för att landa människor på månen och, så småningom, Mars, sa Thomas Zurbuchen, biträdande administratör för byråns direktorat för vetenskapsuppdrag i Washington, D.C. "Var och en tar med sig något nytt till månen och kan dra fördel av tidiga flygningar genom vårt kommersiella partnerskapsprogram."

En av de tre landarna kommer att bära LuSEE, som kommer att mäta månens fluktuerande magnetfält och dammet som sparkas upp av ljus och elektroner som kommer från solen.

Damm kan bli ett stort problem för framtida månkolonister, sa Bale. Harrison Schmitt, vem besatte Apollo 17, drabbats av en allergisk reaktion mot måndamm, liksom en läkare som lastade av Schmitts rymddräkt när han återvände till jorden. Det fina dammet var också en olägenhet inne i Apollo-landarna, eftersom den är elektriskt laddad och fastnar på allt.

Månens yta är elektrostatiskt laddad, för, vilket kan orsaka problem för strukturer och människor på månen. Apollo-astronauter såg dammfontäner kastas upp i luften vid månens dag-natt-gräns, förmodligen på grund av spänningsskillnader mellan de tända och oupplysta delarna av månen. Spänningsskillnaderna kan också ladda upp föremål på ytan, leder till gnistor.

Bale är intresserad av hur den elektrostatiska miljön på ytan förändras när solen rör sig över himlen och hur den föränderliga elektrostatiska miljön påverkar dammet. Magnetometrar ombord kommer att mäta förändringar i magnetfältet, som hittills endast har mätts indirekt av rymdfarkoster som kretsar runt månen, med hjälp av instrument byggda vid Space Sciences Laboratory.

LuSEE kommer också att bära det första amerikanska radioteleskopet på månen, en enkel dipolantenn som är som en TV-antenn med kaninöra. Antennen kommer att vara identisk med den ombord på Parker Solar Probe, som hittills har kunnat registrera radioemissioner från Vintergatans galax i frekvensområden som inte är möjliga att upptäcka på jorden, eftersom sådana våglängder blockeras av joner i atmosfären.

"Jag är säker på att vi kommer att se solen - solflammor, typ 3 radiostormar, koronala massutkastningar – men också Jupiter och andra planeter, som vi redan ser med solsonden, " Sa Bale. "Och vi kommer att se en hel del utsläpp från jorden. Vi föreslår att göra en undersökning av radiomiljön på månens yta som förberedelse, någon dag, för ett mer avancerat radioteleskop."

En sådan solarray på månen skulle kunna svara på frågor om universums tidiga historia, inklusive "återjoniseringens epok, "när de första stjärnorna började bildas i universum, cirka 400 miljoner år efter Big Bang.