NASA завершила разработку научного инструмента для Луны

NASA объявила о завершении разработки первого научного груза, предназначенного для развертывания астронавтами программы Artemis на поверхности Луны. Инженеры, работающие над Лунной станцией мониторинга окружающей среды (LEMS), успешно завершили тестирование оборудования, которое теперь готово к размещению в постоянном месте рядом с Южным полюсом Луны. С завершением разработки LEMS готова поддержать одну из ключевых задач программы Artemis: обеспечение устойчивых научных исследований и исследований на Луне.

Пакет инструментов LEMS включает два высокочувствительных сейсмометра, которые будут отслеживать колебания грунта от лунных землетрясений и метеоритных ударов. Это позволит ученым получить новые данные о внутреннем строении Луны и сейсмических рисках, с которыми могут столкнуться астронавты на поверхности. Модульная конструкция системы позволяет адаптировать или расширять ее для размещения новых инструментов в будущем, создавая многоразовую платформу, которая может развиваться по мере роста научных приоритетов.

Груз будет находиться в чистом помещении Центра космических полетов имени Годдарда в Гринбелте, штат Мэриленд, где он был построен, до тех пор, пока не будет назначен для миссии Artemis на развертывание на лунной поверхности.

"Завершение научного инструмента LEMS — это важный шаг в новой эре науки о луной поверхности. Инновационные научные эксперименты помогут раскрыть, измерить и понять тайны Луны, в то время как астронавты откроют новые горизонты для исследований," — отметил Джоэл Кернс, заместитель администратора по исследованиям в Научной миссии NASA в Вашингтоне. "И за кулисами множество команд по всей NASA и нашим партнерам расширяют границы возможностей наземных инструментов, создавая инструменты, которые сделают будущие исследования возможными и безопасными."

Пакет LEMS продолжает наследие сейсмического мониторинга Луны. Астронавты программы Apollo развернули сеть сейсмометров на ближней стороне Луны в экваториальном регионе с 1969 по 1972 год. Эти инструменты работали до 1977 года, записывая около 13 000 лунных землетрясений и других колебаний грунта, что помогло ученым начать изучение состава внутренней структуры Луны. На протяжении десятилетий исследователи надеялись разместить больше сейсмометров, обновленных новыми технологиями, по всей поверхности Луны.

Теперь LEMS станет первым сейсмометром, который будет развернут будущими астронавтами для регистрации слабых колебаний грунта, собирая новые улики о внутреннем строении Луны и продолжающейся сейсмической активности. Датчики будут самыми компактными, чувствительными и энергоэффективными сейсмометрами, когда-либо созданными для планетарных исследований.

LEMS по размеру сопоставима с небольшим чемоданом и весит 11 фунтов в условиях низкой гравитации Луны. Она будет не только нести эти сейсмические датчики, но и все необходимое для автономной работы после развертывания. LEMS спроектирована для управления собственным производством энергии с помощью легкого, гибкого солнечного массива, который соответствует форме устройства. Она также будет управлять своей операционной деятельностью для обеспечения непрерывной передачи данных в соответствии с заранее установленным планом и ежемесячной передачей данных на Землю. Груз будет выполнять все эти задачи, поддерживая стабильную внутреннюю температуру в условиях значительных температурных колебаний в регионе Южного полюса.

"Когда мы задумывали LEMS, мы думали не только о следующей миссии, но и о следующем поколении лунных исследований," — сказал Мехди Бенна, ученый из Университета Мэриленда в Балтиморе, который возглавляет проект LEMS в NASA Goddard. "Наша цель заключалась в создании научного буя для Луны. Как морской буй на Земле, LEMS должна быть простой в сборке, адаптируемой к различным научным задачам и способной работать автономно в течение многих лет."

Прежде чем какие-либо научные исследования могли начаться, Бенна и его команда должны были убедиться, что LEMS сможет пережить поездку на Луну и суровые условия ее поверхности. За последние пять месяцев LEMS и ее компоненты прошли через серию жестких экологических и эксплуатационных испытаний. Инженеры подтвердили, что LEMS может выдержать сильные толчки во время запуска, путешествие к лунной поверхности, а также температурные и радиационные условия Луны. Команда также продемонстрировала, что механическая и электрическая конструкции пакета инструментов безопасны для обращения астронавтов.

Пакет LEMS был разработан для работы в условиях лунной ночи, которая длится две земные недели, без внешней помощи в питании или источника тепла. Прошлые лунные инструменты полагались на радиационные обогреватели для тепла и энергии. Но LEMS сможет выдерживать температуры, опускающиеся до минус 400 градусов по Фаренгейту в некоторых районах, используя современные изоляционные материалы, кабели с низкой теплопроводностью, которые минимизируют теплопотери, и терморегулятор, который отводит тепло в течение дня, чтобы предотвратить перегрев, и помогает сохранять тепло ночью.

Эти инновации снижают массу и потребности в энергии, создавая основу для более легких и энергоэффективных инструментов, которые смогут работать непрерывно на будущих посадочных площадках Artemis и на базе NASA на Луне.

Пакет LEMS возглавляется Университетом Мэриленда в Балтиморе и Университетом Мэриленда в Колледж-Парке. Техническая реализация осуществляется NASA Goddard. Университет Аризоны, в партнерстве с Silicon Audio, Inc., предоставил два современных сейсмометра для LEMS. Университет Морхед в Кентукки обеспечил систему телекоммуникаций LEMS и будет управлять инструментом на поверхности. Вашингтонский университет в Сент-Луисе будет управлять обработкой данных инструмента и их распространением среди научного сообщества.