En ny sensor för att identifiera månens flyktiga ämnen håller på att monteras i ett renrum på The Open University, Storbritannien inför några spännande uppdrag till månen.

Ion Trap Mass Spectrometer (ITMS) på bilden ovan är en del av ett instrument som kommer att upptäcka månens flyktiga ämnen från både den extremt tunna atmosfären på månen och från månens jord.

Dess namn är den exosfäriska masspektrometern (EMS), ett nyckelelement i NASA:s Astrobotic-uppdrag som kommer att flyga till Valles Mortis-regionen på månen 2021.

Sensorn är också en del av ESA:s Prospect-uppdrag för att studera månens vattenis ombord på den ryska landaren Luna-27, planerad att lanseras 2025. Plattformen kommer att prova potentiella resurser på månen för att förbereda teknologier för framtida hållbar utforskning.

Utvecklad av forskare vid The Open University under ett ESA-kontrakt, ITMS är baserat på en "jonfälla", en genialisk anordning som gör det möjligt för forskare att identifiera och kvantifiera provatomer och molekyler genom en teknik som kallas masspektrometri.

Månmolekyler som kommer in i sensorn bombarderas av elektroner som emitteras av en uppvärmd tråd för att skapa joner. De resulterande jonerna lagras i ett elektriskt fält som bildas av en uppsättning exakt formade elektroder. Jonerna frigörs sedan från denna "fälla" i ordning efter ökande massa/laddningsförhållande till detektorn som identifierar och kvantifierar deras kemiska sammansättning.

För att utföra dessa känsliga mätningar, sensorn måste monteras och förvaras i extremt rena förhållanden.

Forskare vid Open University är entusiastiska över den vetenskap de hoppas få från dessa månuppdrag.

"För första gången kan vi mäta hur, och i vilka former, vatten fördelas över, över och under ytan. Vi kan testa teorier om hur månen fick sitt vatten. Och vi kan bedöma tillgången på vattenis och andra resurser för att stödja framtida mänsklig närvaro på månen, " förklarar Simeon Barber, EMS vetenskapsledare vid Open University.

"Vi förväntar oss fler flygmöjligheter för månutforskningsuppdrag i framtiden, och det här projektet är på många sätt en vägsökare för snabb utveckling av nyttolast, säger Roland Trautner, som styr utvecklingen på ESA-sidan.