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科学家们一直想换一种方式登月 ， 他们要发明一种软着陆器 ， 这是任务概念之一 ， 科学家一直在学习 。 他们对月球两极水冰的数量和分布感兴趣 ， 它显然广泛分布在月球表面 。 但是多个软着陆器将非常昂贵 ， 每个着陆器约 1 亿美元或更多 ， 一个寿命长的核动力表面漫游车 ， 设计用于广泛漫游并进出黑暗的极地冷陷阱 ， 可能会花费高达10 亿美元 。 然而 ， 设计用于在月球上着陆的廉价探测器每个只需要几百万美元 。 以单个动力着陆器的成本 ， 我们可以制造几十个这样的小型探测器 。 每个探测器都由电池供电 ， 并带有一个中子能谱仪、成像仪、无线电和天线 。 着陆后 ， 他们将进行测量并将结果通过无线电发送到轨道上的同伴航天器 ， 然后再停止操作 。
科学家的设计模仿了 Ranger 轻木球的设计 。 然而 ， 为了测量表面氢 ， 我们不能使用轻木来缓冲冲击 ， 木材主要是纤维素 ， 一种碳氢化合物 ， 会淹没任何本地月球氢的读数 ， 并使分析变得毫无价值 。 相反 ， 我们使用泡沫铝结构 ， 它重量轻 ， 不会干扰月球极地挥发物的中子特征 。 每个球体将有几公斤的质量 ， 并且只能持续几个小时 ， 这足以在其着陆点测量氢并将数据发送到轨道器下一次通过时 。 球体将有一个偏移的重心 ， 因此在弹跳和滚动后 ， 它会始终以一个方向静止 ， 从而使天线部署更容易 。
该航天器将在轨道飞行器上携带一个由几十个探测器组成的可拆卸托盘 。 该航天器将被放置在一个椭圆轨道上 ， 其近月点位于月球两极上方 。 为了使探测器着陆 ， 托盘将在近月之前与轨道飞行器分离 ， 并且将发射单个固体火箭发动机以消除轨道速度 ， 大约每秒 1700 米 。 发动机烧毁后 ， 弹簧加载的探测器将被释放 ， 分散在一个广阔的区域 ， 并允许从低的近月高度自由落体到地表 。 在 10 公里的近月点 ， 探测器坠落大约需要 90 秒 ， 以每秒 150 米的速度撞击地面 。 这样的速度足够慢 ， 以至于包裹着仪器包的泡沫铝足以缓冲着陆的冲击 。
【软着陆器的研究，或许可以改变我们的登月方式】
探测器会弹跳几次 ， 然后滚下坡到某个自然稳定的位置 ， 例如火山口底部 ， 然后它会打开以部署它的无线电天线 。 对氢浓度进行表面测量需要几十分钟 。 大约两个小时后 ， 轨道飞行器将飞越着陆点 ， 以收集探测器发送的数据 ， 时间和位置信号以及它们各自的氢测量值 ， 以中继到地球 。 这些数据将为校准轨道遥感地图提供精确的地面实况 ， 并为我们提供多达二打不同地点的水浓度信息 ， 一些在阳光下 ， 一些在永久黑暗中 。 如果几个探测失败 ， 这不是一个严重的损失 ， 我们仍然会得到大量分布在广阔区域的不同数据点 。
这个任务设计在这个阶段只是概念性的 。 这种方法的最大优势在于 ， 它可以为我们提供单个任务的成本的许多表面数据点 。 不需要钻孔或探埋 ， 因为中子能谱直接测量月球表面上米左右的氢浓度 。
我们还需要更多的创新想法来实现简单、廉价的任务 ， 以获取有关月球极地挥发物的战略数据 。 我们如果还能越便宜、越容易获得此类数据 ， 我们就越有可能返回月球表面 ， 并收集这些水 ， 以用于此类材料可以产生的 ， 所有有用和创新的太空飞行能力 。
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