Feasibility analysis of the lunar spectrometer MINISPEC

In light of upcoming robotic and human missions to the Moon, advanced instrumentation is essential to support both rovers and astronauts during extravehicular activities, particularly for analyzing the local surface composition. An imaging spectrometer designed to cover the spectral range from 0.4 to at least 3.0 µm (or a portion of this range, depending on available resources) could effectively scan the observed area, revealing its mineralogical properties down to centimeter scales. This capability would enable the rapid identification of the most promising sites or rocks based on key factors such as hydration levels, volatile compound content, degree of space weathering, and other relevant characteristics. This document presents a feasibility study for an imaging spectrometer designed to perform the aforementioned tasks on the lunar surface. The instrument is envisioned to be of small dimensions, thereby necessitating the development of a miniaturized thermal control system. Consequently, the analysis herein seeks to identify an optimal combination of passive and active thermal control strategies to maintain the instrument’s compact design. This initial feasibility study lays the foundation for subsequent investigations aimed at the complete development of one of the first Italian instruments of its kind.

Alla luce delle imminenti missioni robotiche e umane sulla Luna, è essenziale disporre di strumentazione avanzata per supportare sia i rover che gli astronauti durante le attività extraveicolari, in particolare per l'analisi della composizione della superficie locale. Uno spettrometro progettato per coprire l'intervallo spettrale da 0,4 fino ad almeno 3,0 µm (o una porzione di questo intervallo, a seconda delle risorse disponibili) potrebbe eseguire una scansione efficace dell'area osservata, rivelandone le proprietà mineralogiche fino a scale dell’ordine dei centimetri. Questa capacità consentirebbe di identificare rapidamente i siti o le rocce più promettenti in base a fattori chiave come il livello di idratazione, il contenuto di composti volatili e altre caratteristiche rilevanti. Questo documento presenta uno studio di fattibilità per uno spettrometro progettato per svolgere i suddetti compiti sulla superficie lunare. L’idea alla base dello strumento è quella di mantenerne dimensioni ridotte, il che rende necessario lo sviluppo di un sistema di controllo termico miniaturizzato. Di conseguenza, l’analisi mira a individuare la combinazione ottimale di strategie di controllo termico passivo e attivo per preservare il design compatto dello strumento. Questo studio preliminare di fattibilità costituisce la base per indagini successive volte allo sviluppo completo di uno dei primi strumenti italiani di questo tipo.