夏威夷大学马诺阿分校探测月球表面以下冰层的项目得到了宇航局的大力推动。物理与天文学系和夏威夷地球物理与行星学研究所( HIGP )的五位科学家获得了为期三年、价值 2,945,704 美元的赠款，用于为由UH Mānoa发起的NASA宇宙射线探月仪 ( CoRaLS ) 任务开发技术和NASA的喷气推进实验室。

CoRaLS希望成为第一个探测 1 米以下地下冰层的任务，因此有一个独特的机会来推进月球科学，并为未来的载人和无人登月任务确定关键资源。

冰层的历史

在水星的永久阴影区域 ( PSR ) 中发现了大面积的冰沉积物，但到目前为止，仅在月球PSR的表面上发现了冰的痕迹，并且主动雷达测量对风化层的顶部米左右敏感(5 – 月球表面 10 米的碎片层)尚未显示来自广泛冰层沉积的明确信号。

鉴于流星撞击改变行星体表面的方式的预期，水星表面的大面积冰沉积预计不到 1000 万年，这表明它们的来源是突然的和庞大的。这些考虑使得在月球风化层 1 米以下有大量冰沉积物成为可能，前提是在过去十亿年中类似的突然和大量的冰源安置了冰。如果月球上存在这些冰沉积物，它们将是由随机撞击事件产生的，并且由于它们本质上是随机的，因此 CoRaLS 任务必须能够深入探测大面积区域。

探测冰的无线电信号

CoRaLS是一种新的航天器概念，用于利用超高能宇宙射线粒子产生的无线电信号检测月球风化层中广泛的水冰沉积物。月球风化层不断受到宇宙射线的轰击，其中能量最大的一种会在风化层内产生强大的次级粒子级联。这些粒子级联类似于月球土壤中的闪电，并提供天然无线电信号，可用于搜索广泛的冰层。

HIGP博士后研究员/附属教师Emily Costello说： “ CoRaLS是深入和广泛地探测冰以最终发现或否认月球上存在埋藏的连贯冰沉积物的最佳也是唯一方法。 ”

由于缺乏月球大气层，宇宙射线粒子以其全部能量不受阻碍地进入风化层，为轨道航天器天文台提供了一个独特的机会，将其无线电发射用作天然的地下探测器。轨道航天器可以检测到由此产生的无线电信号，并在分布在整个月球的离散位置绘制地下反射率的无偏地图。由于地下冰层比其他材料更具反射性，极地PSR中的冰沉积物将显着增强那里检测到的信号数量。这些信号的特征，如相位、极化和强度，将产生更多关于冰的细节——它的深度和纯度是最紧迫的问题之一。

UH团队将与来自NASA喷气推进实验室、芝加哥大学和俄亥俄州立大学的同事合作开展该项目，该项目计划于今年晚些时候开始。这笔资金将集中用于开发和测试新的天线和无线电接收器系统，这些天线和无线电接收器系统针对CoRaLS将遇到的预期信号进行了优化，旨在抵御航天器在月球轨道上遇到的恶劣辐射环境。