定于11月发射的月球手电筒“Lunar Flashlight”是一项小型卫星任务，它将使用激光在月球南极最黑暗的火山口内搜索水冰。尽管人们知道水冰存在于月球岩石(破碎的岩石和灰尘)之下，但科学家们还不知道表面的冰霜是否覆盖了寒冷、黑暗的火山口内的地面。美国宇航局正在发送月球手电筒，一个不比公文包大的小卫星(或称SmallSat)来寻找答案。

它在月球南极上空低空运行，使用激光照亮这些黑暗的陨石坑，就像探矿者用手电筒照亮一个洞穴来寻找隐藏的宝藏。该任务将于11月中旬由SpaceX的猎鹰9号火箭发射。

"这次发射将使卫星进入一个大约需要三个月才能到达科学轨道的轨道，"位于南加州的NASA喷气推进实验室(JPL)的任务项目经理约翰-贝克说。"然后，月球手电筒将尝试在月球表面没有人能够看到的地方找到水冰。"

节约燃料的轨道

发射后，任务导航员最初将引导航天器经过月球。来自地球和太阳的引力将慢慢地把它拉回来，然后它将进入一个宽阔的、循环的、收集科学信息的轨道。这个近乎直线的光环轨道将使它在最远处距离月球42000英里(70000千米)。然而，在其最接近的时候，该卫星将掠过月球表面，在月球南极上方仅9英里(15公里)的范围内。

今年早些时候，美国宇航局的月球手电筒任务进行了测试，为2022年11月的发射做准备。这里显示的是这颗太阳能小型卫星在佐治亚理工学院的一个无尘室中伸展其太阳能电池阵列。资料来源：NASA/JPL-Caltech

小型卫星携带的推进剂数量有限，因此不可能在燃料密集型轨道上运行。近乎直线的光环轨道所需的燃料远远少于传统轨道，而"月球手电筒"将是美国宇航局第二个使用这种轨道的任务。第一个是美国宇航局的西沙群岛自主定位系统技术操作和导航实验(CAPSTONE)任务，该任务将于11月13日到达其轨道，最接近月球北极上空。

"位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的月球手电筒任务首席研究员Barbara Cohen说："选用这个轨道的原因是为了能够靠近，使Lunar Flashlight能够照射它的激光并从表面获得良好的回报，但也是为了拥有一个稳定的轨道，消耗很少的燃料。"

为月球手电筒提供绿色燃料

在被整合到其分配器中之前(该分配器将在发射后将小卫星从SpaceX猎鹰9号火箭中弹出)，月球手电筒本月早些时候在阿拉巴马州亨茨维尔的NASA马歇尔空间飞行中心被注入了"绿色"推进剂。资料来源：美国国家航空航天局

作为一项技术示范，"月球手电筒"将是第一个使用一种新的"绿色"推进剂的星际飞船，这种推进剂在运输和储存方面比常用的空间推进剂如肼更安全。这种新的推进剂由空军研究实验室开发，并在美国宇航局先前的技术示范任务中进行了测试，通过催化剂燃烧，而不需要单独的氧化剂。这就是为什么它被称为单推进剂。该卫星的推进系统是由位于阿拉巴马州亨茨维尔的美国宇航局马歇尔空间飞行中心开发和建造的，亚特兰大的乔治亚技术研究所提供了集成支持。

月球手电筒也将是第一个使用四激光反射仪在月球上寻找水冰的任务。该反射仪的工作原理是利用容易被水吸收的近红外波长来识别表面的冰。如果激光照射到裸露的岩石上，它们的光将反射到航天器上，表明没有冰。但是如果光被吸收，这将意味着这些暗袋确实含有冰。吸收越大，表面的冰可能就越多。

月球水循环

人们认为，水分子来自撞击月球表面的彗星和小行星物质，以及太阳风与月球岩石的相互作用。随着时间的推移，这些分子可能在"冷阱"内积累成一层冰。

科恩说："我们将首次在永久阴影区域进行明确的表面水冰测量。我们将能够把月球手电筒的观测结果与其他月球任务联系起来，以了解这些水的范围有多大，以及它是否可以被未来的探索者作为一种资源。"

图像显示的是10月初，Lunar Flashlight在马歇尔太空飞行中心的无尘室里进行了加油活动和最终测试，然后被打包，准备在11月初运往佛罗里达州的卡纳维拉尔角空军基地。资料来源：美国国家航空航天局

科恩和她的科学团队希望月球手电筒收集的数据可以用来了解挥发性分子，如水，如何从一个地方循环到另一个地方，以及它们可能积聚的地方，在这些寒冷的陷阱中形成一层冰。

"对于月球探索来说，这是一个令人兴奋的时刻。月球手电筒的发射，以及阿特米斯一号上的许多小型卫星任务，可能构成科学发现的基础，并支持未来的月球表面任务，"位于加州硅谷的美国宇航局艾姆斯研究中心的小型航天器技术项目经理罗杰-亨特说。

关于该任务的更多信息

10月，"月球手电筒"在阿拉巴马州亨茨维尔的美国宇航局马歇尔太空飞行中心加满了燃料，并计划在11月9日至15日之间从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地搭乘SpaceX猎鹰9号火箭发射，同时发射的还有日本的Hakuto-R登陆器和阿拉伯联合酋长国的Rashid 1漫游车。该任务与Maverick空间系统公司合作，提供发射集成服务。

美国宇航局的小企业创新研究计划资助了小企业的组件开发，包括Plasma Processes Inc. (Rubicon)的推进器开发，Flight Works的泵开发，以及Beehive Aerospace(以前是Volunteer Aerospace)的特定3D打印组件。空军研究实验室也为"月球手电筒"推进系统的开发提供了资金支持。

月球手电筒将由佐治亚理工学院操作，包括研究生和本科生。

关键词： 美国宇航局 月球手电筒 寻找水冰