A NASA declarou “wrenches down” no primeiro payload concluído, projetado para astronautas do Artemis implantarem na superfície da Lua. Engenheiros que trabalham na Lunar Environment Monitoring Station, ou LEMS, da NASA concluíram o desenvolvimento e os testes do hardware, e a carga útil está pronta para seu lar permanente perto do polo sul lunar. Com o hardware finalizado, a LEMS está preparada para apoiar um dos objetivos centrais do programa Artemis: viabilizar ciência lunar e exploração sustentadas.
O pacote de instrumentos da LEMS inclui dois sismômetros altamente sensíveis, que irão monitorar vibrações do solo causadas por sismos lunares e impactos de meteoritos, fornecendo aos cientistas informações sobre o interior da Lua e os riscos sísmicos que os astronautas podem encontrar na superfície. Seu design modular permite que o sistema seja adaptado ou ampliado para receber novos instrumentos no futuro, criando uma plataforma reutilizável que pode evoluir à medida que as prioridades científicas crescem.
A carga útil permanecerá em uma sala limpa no Goddard Space Flight Center da NASA, em Greenbelt, Maryland, onde foi construída, até ser atribuída a uma missão Artemis para implantação na superfície lunar.
“A conclusão do instrumento científico da LEMS é um grande passo em uma nova era da ciência na superfície lunar. Experimentos científicos inovadores irão descobrir, medir e revelar os segredos da Lua enquanto os astronautas abrem novos horizontes para a descoberta”, disse Joel Kearns, administrador associado adjunto para exploração, Science Mission Directorate, da sede da NASA em Washington. “E, nos bastidores, inúmeras equipes da NASA e de nossos parceiros estão ampliando os limites do que instrumentos de superfície podem fazer, construindo as ferramentas que tornarão a exploração futura possível e mais segura.”
A carga útil da LEMS se baseia em um legado de rastreamento sísmico lunar. Astronautas da Apollo implantaram uma rede de sismômetros na região equatorial da face mais próxima da Lua entre 1969 e 1972. Esses instrumentos operaram até 1977, registrando cerca de 13.000 sismos lunares e outras vibrações do solo que ajudaram os cientistas a começar a entender a composição do interior da Lua. Por décadas, pesquisadores esperaram conseguir espalhar mais sismômetros, atualizados com novas tecnologias, por toda a superfície lunar.
Agora, a LEMS levará os primeiros sismômetros a serem implantados por futuros astronautas para detectar vibrações tênues do solo, reunindo novas pistas sobre a estrutura interna da Lua e a atividade sísmica em curso. Os sensores serão os sismômetros mais compactos, sensíveis e eficientes em termos de energia já construídos para exploração planetária.
A própria LEMS tem cerca do tamanho de uma pequena mala de viagem, pesando 11 libras no ambiente de baixa gravidade da Lua. Ela transportará não apenas esses sensores sísmicos, mas tudo o que precisa para funcionar de forma independente dos humanos após a implantação. A LEMS foi construída para gerenciar sua própria geração de energia por meio de uma matriz solar leve e flexível que se adapta ao formato da unidade da LEMS. Ela também gerenciará suas atividades operacionais para garantir coleta contínua de dados com base em um plano predefinido e transmissão mensal de dados para a Terra. A carga útil fará tudo isso mantendo uma temperatura interna estável durante as grandes variações de temperatura dia-noite da região do polo sul.
“Quando concebemos a LEMS, não estávamos pensando apenas na próxima missão; estávamos pensando na próxima geração da exploração lunar”, disse Mehdi Benna, cientista da University of Maryland Baltimore County que lidera a LEMS na NASA Goddard. “Nossa visão era criar um ‘boia’ científica para a Lua. Assim como uma boia oceânica na Terra, a LEMS foi projetada para ser fácil de construir, adaptável a diferentes objetivos científicos e capaz de operar de forma independente por anos.”
Antes de qualquer ciência de superfície acontecer, Benna e sua equipe precisaram garantir que a LEMS pudesse sobreviver à viagem até a Lua e ao ambiente hostil de sua superfície. Nos últimos cinco meses, a LEMS e seus componentes foram submetidos a uma série exigente de testes ambientais e operacionais. Os engenheiros verificaram que a LEMS pode suportar o violento tremor do lançamento, a jornada até a superfície lunar e o ambiente de temperatura e radiação da Lua. A equipe também demonstrou que o projeto mecânico e elétrico do pacote de instrumentos é seguro para o manuseio por astronautas.
A carga útil da LEMS foi projetada para operar durante a noite lunar, que dura duas semanas terrestres, sem assistência de energia externa ou fonte de calor. Instrumentos anteriores na superfície lunar dependiam de aquecedores de radioisótopos para aquecimento e energia. Mas a LEMS, em vez disso, resistirá a temperaturas que podem cair até menos 400 graus Fahrenheit em algumas áreas usando materiais avançados de isolamento, cabos de baixa condutividade térmica que minimizam a perda de calor e um regulador térmico que conduz calor para longe durante o dia para evitar superaquecimento e ajuda a reter calor à noite.
Essas inovações reduzem massa e necessidades de energia, preparando o caminho para instrumentos mais leves e eficientes em energia que poderão operar continuamente em futuros locais de pouso do Artemis e na Moon Base liderada pela NASA.
A carga útil da LEMS é liderada pela University of Maryland Baltimore County e pela University of Maryland College Park. A implementação técnica é liderada pela NASA Goddard. A University of Arizona, em parceria com a Silicon Audio, Inc., forneceu os dois sismômetros de última geração da LEMS. A Morehead State University, no Kentucky, forneceu o sistema de telecomunicações da LEMS e irá operar o instrumento na superfície. A Washington University em St. Louis irá gerenciar o processamento de dados do instrumento e sua disseminação para a comunidade científica mais ampla.