Polski spektrometr wskaże gdzie szukać surowców na Księżycu

Polska spółka MIRORES rozwija spektrometr, który wskaże obszary Księżyca o największym potencjale surowcowym. Instrument powstaje w ramach prac nad High-Resolution Moon Mineralogy Mapper, prowadzonych przez konsorcjum LUPE dla Europejskiej Agencji Kosmicznej.

Źródło: Space Agency

Obecność człowieka na Księżycu

Trwała obecność człowieka na Księżycu będzie zależała od możliwości wykorzystania zasobów dostępnych na miejscu. Transport wody, tlenu, paliwa i materiałów budowlanych z Ziemi pozostaje bardzo kosztowny. Dlatego kolejne programy eksploracyjne zakładają rozwój technologii ISRU (In-Situ Resource Utilization), czyli pozyskiwania i wykorzystywania surowców dostępnych bezpośrednio na Księżycu. Zanim jednak rozpocznie się ich wydobycie, trzeba dokładnie określić, gdzie występują zawierające je minerały.

Dzisiejsze dane orbitalne pozwalają rozpoznawać ogólną zawartość minerałów skałotwórczych, ale ich rozdzielczość i zakres spektralny nie wystarczają do szczegółowego wskazywania ważnych minerałów złożowych. Utrudnia to ocenę, które obszary mogą rzeczywiście zapewnić zasoby potrzebne przyszłym misjom i gdzie warto planować lądowiska, bazy oraz kolejne etapy badań.

Źródło: Space Agency

Mapowanie powierzchni Księżyca w poszukiwaniu minerałów

Projekt LUPE ma wypełnić tę lukę. Planowana misja będzie mapować powierzchnię Księżyca w średniej i dalekiej podczerwieni, aby określić rozmieszczenie wybranych minerałów . Spektrometr będzie badał sygnatury niewidoczne lub słabo widoczne w zakresach wykorzystywanych przez dotychczasowe instrumenty, które dotarły na orbitę Księżyca. Pozwoli to uzupełnić dotychczasowe mapy mineralogiczne o informacje dotyczące minerałów trudnych do rozpoznania w innych zakresach spektralnych. Jak również lepiej ocenić potencjał surowcowy poszczególnych obszarów.

Spektrometr średniej i dalekiej podczerwieni

W konsorcjum LUPE, Polska spółka MIRORES, odpowiada za główny instrument misji: spektrometr średniej i dalekiej podczerwieni. Urządzenie ma poszukiwać ilmenitu, związanego z potencjalnym pozyskiwaniem żelaza, tytanu, tlenu i helu-3 (wyłapywanego przez ilmenit z wiatru słonecznego) oraz apatytu, który może zawierać pierwiastki ziem rzadkich i grupę OH. Jednym z celów będzie także rozpoznawanie lodu wodnego w rejonach polarnych. Dane z instrumentu mają pomóc tworzyć mapy zasobów i wskazywać miejsca istotne dla dalszej eksploracji Księżyca.

Budowa infrastruktury na Księżycu

– Nie możemy budować przyszłej infrastruktury księżycowej w przypadkowych miejscach. Najpierw musimy wiedzieć, gdzie znajdują się zasoby, ponieważ sprowadzanie wszystkiego z Ziemi byłoby zbyt kosztowne. LUPE ma dostarczyć danych, które pozwolą dużo lepiej wskazać obszary ważne dla przyszłych baz i wykorzystania surowców na Księżycu – powiedział dr Jakub Ciążela, współzałożyciel i prezes zarząduMIRORES.

Prace nad misją prowadzone są etapowo. Faza pre-A została zrealizowana na przełomie 2024 i 2025 roku. Od grudnia 2025 roku konsorcjum realizowało fazę A, właśnie zakończoną na początku wrześniu br. Obejmowała ona doprecyzowanie koncepcji misji, architektury systemu i założeń instrumentów. W październiku zacznie się faza B1, poświęcona dalszemu rozwojowi projektu i przygotowaniu do budowy misji. Zgodnie z obecnym harmonogramem najwcześniejszy termin startu przypada na wrzesień 2029 roku, a operacje orbitalne zaplanowano do 2031 roku.

Obserwacje Księżyca z orbity

– Z orbity będziemy rejestrować widmo promieniowania podczerwonego pochodzącego z powierzchni Księżyca. Poszczególne minerały pozostawiają w nim charakterystyczne sygnatury, których nie widać na zwykłych zdjęciach i nie zawsze można je jednoznacznie rozpoznać w bliższej podczerwieni. Pozwoli nam to uzupełnić istniejące mapy mineralogiczne i wytypować obszary wymagające dokładniejszych badań w drugim etapie eksploracji, za pomocą łazików – wyjaśnił Jarosław Bąkała, główny inżynier i współzałożyciel MIRORES.

Rozwijana technologia wykorzystuje doświadczenie zespołu MIRORES w spektroskopii podczerwieni, analizie minerałów oraz budowie kompaktowych instrumentów optycznych. Firma testuje także naziemne wersje swoich spektrometrów w kopalniach i na stanowiskach geologicznych. W ten sposób sprawdza ich działanie w warunkach terenowych. Kompetencje te mają zostać wykorzystane przy przygotowaniu instrumentu zdolnego do pracy w środowisku księżycowym.

MIRORES to spółka o rodowodzie naukowym, tworzona przez inżynierów i naukowców związanych m.in. z Polską Akademią Nauk, Politechniką Wrocławską i Uniwersytetem Warszawskim. Firma rozwija technologie spektroskopii podczerwieni i analizy danych spektralnych do zastosowań kosmicznych, górniczych, środowiskowych i związanych z bezpieczeństwem.