PROSPECT

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Ziele

PROSPECT ist ein Instrumentenpaket, das von der Europäischen Raumfahrtagentur ESA zur Bohrung, Probenentnahme, Probenhandhabung, Verarbeitung und Analyse von Regolith am Südpol des Mondes entwickelt wird. Sein Flug ist als Teil der für 2025 geplanten russischen Luna-27 Mission geplant.

Die Anforderungen, die an PROSPECT auf der Oberfläche am Südpol des Mondes gestellt werden, beinhalten:

  • Probenentnahme aus Tiefen größer als 1 m.
  • Extraktion von Wasser, Sauerstoff und anderen interessanten Chemikalien.
  • Identifizierung der extrahierten Spezies.
  • Quantitative Bestimmung der Menge dieser Spezies.
  • Charakterisierung von Isotopen um Ursprung und Ablagerungsproszesse dieser Spezies zu bestimmen.

Mehr Inforationen sind auf der PROSPECT Website der ESA zu finden.

Beschreibung

Das Instrumentenpaket PROSPECT (Platform for Resource Observation and in-Situ Prospecting for Exploration, Commercial exploitation and Transportation) besteht aus dem Bohr- und Probenentnahmesystem ProSEED (PROSPECT Sample Excavation and Extraction Drill) zur Entnahme von Proben aud der Mondoberfläche und dem Analyseinstrument ProSPA (PROSPECT Sample Processing and Analysis) zur thermalen Analyse der Proben.

Der Lehrstuhl für Raumfahrttechnik an der TUM war in die Entwicklung von ProSPA in der Phase A Studie (2014 - 2015) und in der Phase B (2016 - 2019) beteiligt. Die TUM unterstützt die Entwicklung der Probeöfen, die die Proben des Mondregoliths erhitzen um Volatile zu extrahieren. Mehrere Fragestellungen zu Masse- und Wärmeübergang, Desorption und Diffusion von Volatilen aus der Probe werden bearbeitet. Der generelle Prozess der Extraktion von Gasen wird mit Wasserextraktion und ISRU-ähnlichen Prozessen demonstriert. Dies beinhaltet theoretische Analysen und Simulationen, sowie Thermalvakuum-Tests und Breadboarding im Labor. Der Start der Phase C von PROSPECT war Ende 2019, und wird gefolgt von der Phase D und dem geplantem Start 2025 mit anschließender Operation auf der Mondoberfläche.

Konsortium

PROSPECT ist ein ESA Projekt geführt vom Directorate of Human Spaceflight and Robotic Exploration.

Die Entwicklung von PROSPECT wird von Leonardo S.p.A., Italien, geführt.

Die Entwicklung des chemischen Analyseintruments ProSPA wird von der Open University, Vereinigtes Königreich, geführt.

Die TUM trägt als Unterauftragnehmer der Open University, Vereinigtes Königreich, zur der Entwicklung von ProSPA bei.

Publikationen

Carpenter, J. D. et al. (2014) ‘Accessing and assessing lunar resources with PROSPECT’, Annual Meeting of the Lunar Exploration Analysis Group. Laurel, Maryland.

Fisackerly, R. et al. (2015) ‘Accessing, drilling and operating at the lunar south pole: status of European plans and activities’, 13th Symposium on Advanced Space Technologies in Robotics and Automation. Noordwijk.

Barber, S. J. et al. (2015) ‘ProsPA : a miniature chemical laboratory for in-situ assessment of lunar volatile resources’, European Lunar Symposium.

Barber, S. et al. (2016) ‘ProSPA: the chemical laboratory for in-situ assessment of lunar volatile resources within ESA’s PROSPECT package’, European Lunar Symposium, p. 47.

Barber, S. J. et al. (2017) ‘ProSPA: the science laboratory for the processing and analysis of lunar polar volatiles within PROSPECT’, Lunar and Planetary Science Conference XLVIII, p. 2171.

Barber, S. et al. (2017) ‘PROSPECTing for lunar polar volatiles: the ProSPA miniature in-situ science laboratory’, European Lunar Symposium.

Reiss, P. (2017) ‘Simulation and demonstration of the extraction of water from lunar regolith analogues for the ProSPA sample analysis instrument’, European Lunar Symposium.

Reiss, P. et al. (2017) ‘Implications of sample size for the thermal extraction of volatiles from lunar regolith with the PROSPECT instrument package’, Journal of Aerospace Engineering, 30(3), p. 4016088. doi: 10.1061/(ASCE)AS.1943-5525.0000688.

Barber, S. et al. (2018) ‘ProSPA: analysis of lunar polar volatiles and ISRU demonstration on the Moon’, 49th Lunar and Planetary Science Conference, p. 2172.

Barber, S. et al. (2018) ‘ProSPA: an instrument for lunar polar volatiles prospecting and in situ resource utilization proof of concept’, European Lunar Symposium.

Reiss, P. (2018) ‘A combined model of heat and mass transfer for the in-situ extraction of volatile water from lunar regolith’, Icarus, 306, 1-15. doi: 10.1016/j.icarus.2018.01.020.

Reiss, P. et al. (2018) ‘In-situ hydrogen reduction of lunar polar regolith: from proof of concept experiments with ProSPA to larger scale ISRU demonstrators’, European Lunar Symposium.

Reiss, P., Grill, L. and Barber, S. (2018) ‘Demonstration of volatiles extraction from NU-LHT-2M with the ProSPA instrument breadboard’, European Lunar Symposium.