مرکز تحقیقات ناسا رویکرد جدیدی را برای مطالعه سطوح ماه و مریخ با پرتاب میکروطیفسنجها و حسگرهای کوچک از داخل زمین پیشنهاد کرده است؛ هدف این روش تجزیه و تحلیل موثر ترکیب خاک است.
آژانس‌ها و شرکت‌های فضایی، ابزارهای بی‌شماری از تلسکوپ‌ها گرفته تا مریخ‌نوردها را برای مطالعه اجرام آسمانی ساخته‌اند؛ حالا مرکز تحقیقات لانگلی ناسا (NASA Langley Research Center به اختصار LaRC) روش جدیدی را برای مطالعه ماه و مریخ پیشنهاد کرده که شامل یک فضانورد یا مریخ‌نورد است که گلوله‌های مجهز به حسگرهای ویژه را برای تجزیه و تحلیل به سطح ماه یا سطح مریخ شلیک می‌کند.
این کار می‌تواند به متخصصان اجازه دهد تا ترکیب مواد سطحی و مناطقی مانند دهانه‌های همیشه در سایه را تجزیه و تحلیل کنند که برای مریخ‌نوردها یا حتی کاوشگران انسانی غیرقابل دسترس است.
محققان مرکز تحقیقاتی ناسا لنگلی، یک میکروطیف‌سنج بی‌سیم قابل استقرار اختراع کرده‌اند که می‌تواند به آن مناطق چالش‌برانگیز دسترسی داشته باشد و داده‌های تله‌متری را به طور ایمن در خارج از آن محیط‌های خشن به گیرنده تحویل دهد.
میکروطیف‌سنج
طیف‌سنجی، همان تجزیه و تحلیل نور است و قرن‌هاست که برای مطالعه اجرام آسمانی استفاده می‌شود؛ با بررسی الگوهای نور ساطع یا جذب شده توسط یک جسم، دانشمندان می‌توانند ترکیب شیمیایی آن را تعیین کنند.
انتظار می‌رود گلوله‌های حسگر پیشنهادی که حاوی میکروطیف‌سنج هستند، مجهز به یک منبع نور فرابنفش قدرتمند LED، یک ابرخازن برای قدرت گرفتن و تراشه‌های الکترونیکی برای کنترل و ارتباطات شود؛ این گلوله می‌تواند به عمق خاک مقصد نفوذ و داده‌ها را به ایستگاه مادر منتقل کند.
نمونه‌های اولیه برای نشان دادن سنجش طیفی اجزای خاک ساخته شده‌اند؛ همچنین میکروطیفسنجها می‌توانند به چرخ‌های مریخ‌نورد، کفش فضانوردان یا حتی عصاهای مخصوص متصل شوند.
منابع عظیمی از یخ‌آب گرفته تا مواد معدنی در سطح ماه وجود دارند. از آنجایی که کشورهای مختلف، ماه را برای کاوش و استخراج منابع مختلف هدف قرار داده‌اند، اکتشافات آینده به استخراج و حفاری مواد معدنی روی این قمر بستگی دارد.
فضانوردان یا ماه‌نوردان می‌توانند از این تفنگ گاز فشرده برای شلیک گلوله‌های طیف‌سنج به خاک ماه استفاده کنند که اطلاعات دقیقی را در مورد ترکیب خاک ماه موسوم به رگولیت (Regolith) بدون نیاز به حفاری دستی ارائه می‌دهد.
این میکروطیف‌سنج گلوله‌مانند می‌تواند برای شناسایی طیفی اجزای خاک مانند آب، هلیوم-۳ (He-3) یا سایر مواد معدنی به داخل خاک نفوذ کند؛ سپس سیگنال‌های داده‌های سنجش خاک از طریق یک سامانه تله‌متری به ایستگاه مادر منتقل می‌شوند.
دو نوع پراش نور به نام فرسنل (Fresnel) و فرانهوفر (Fraunhofer) وجود دارد که طیف‌سنج‌ها معمولا از آن‌ها استفاده می‌کنند؛ در حالی که پراش فرانهوفر برای مطالعه اجسام دور مناسب است، پراش فرسنل برای تجزیه و تحلیل نزدیک مناسب‌تر است.
محققان می‌گویند: «برخلاف طیف‌سنج‌های معمولی مبتنی بر پراش فرانهوفر، مفهوم میکروطیف‌سنج (MSM) براساس اصل پراش فرسنل عمل می‌کند که امکان تصویربرداری با وضوح بالا از سیگنال طیفی را در فاصله بسیار کوتاهی از عبور نور فراهم می‌کند.»
در حالی که این فناوری هنوز در حال توسعه است، کاربردهای بالقوه آن بسیار زیاد است. این روش می‌تواند برای کاوش سیارک‌ها، دنباله‌دارها و دیگر اجرام آسمانی مورد استفاده قرار گیرد و بینش‌های ارزشمندی در مورد شکل‌گیری و تکامل منظومه شمسی ارائه دهد.
ایده شلیک این گلوله‌ها به سطح اجرام آسمانی در سی و هفتمین کنگره بین‌المللی زمین‌شناسی ۲۰۲۴ ارائه شد.