Perlengkapan NASA ini mungkin yang pertama selamat dari malam bulan yang brutal

Di bulantidak banyak yang bisa bertahan saat malam tiba di Arktik, di mana suhu bisa turun hingga -330 derajat Fahrenheit selama dua minggu kegelapan setiap bulannya.

Semakin banyak negara dan swasta ruang angkasa Ketika perusahaan mencoba melakukan pendaratan di bulan tanpa awak, bahaya eksplorasi bulan telah menjadi fokus perhatian. Bahkan misi robotik yang selamat dari pendaratan menghadapi ancaman besar lainnya: dinginnya malam bulan yang brutal. Hanya sedikit pendarat dan penjelajah yang terbangun setelah mengalami suhu beku yang dalam. Pada suhu kriogenik, sambungan logam yang disolder mulai rusak dan baterai mati.

Lingkungan yang keras menghadirkan tantangan nyata NASA seiring upayanya untuk kembalinya astronot ke bulan – terutama ke kutub selatan salah satu suhu terdingin di tata surya — tapi bukan hal yang tidak bisa diatasi.

Favorit Penggemar Mashable 101: Pilih pencipta favorit Anda Hari ini!

Di Goddard Space Flight Center di Maryland, tim insinyur sedang menguji sebuah peralatan di ruang vakum termal, dan menguji perangkat keras tersebut. Ruangan tersebut bergeser dari suhu ekstrem 300 derajat Fahrenheit ke -330 derajat Fahrenheit. Melalui siklus panas dan dingin yang berulang, pengujian ini meniru perubahan suhu nyata yang dapat terjadi antara bayangan dalam dan bayangan penuh matahari di kutub selatan bulan, di mana Artemis IV dapat mendarat dengan kru pada awal tahun 2028.

Berdasarkan hasil pengujian, Stasiun Pemantauan Lingkungan Bulanatau LEMS, diharapkan menjadi instrumen AS pertama yang mampu bertahan di malam kutub penuh, sebuah tonggak sejarah bagi rencana NASA untuk membangun pangkalan bulan jangka panjang di wilayah berbahaya.

“Tidak seorang pun, tidak ada muatan Amerika, sejauh yang kami tahu, yang mampu mengatakan bahwa mereka selamat dari kutub selatan bulan selama malam bulan dan berfungsi,” kata Samantha Hicks, insinyur sistem utama LEMS. “Kami berada di jalur yang tepat untuk menjadi kapal Amerika pertama yang melakukan hal tersebut.”

Perangkat LEMS adalah bagian penting dari perangkat keras Ambisi bulan NASAmelacak bagaimana bumi berguncang di bulan hingga dua tahun. Kotak seukuran koper akan terus memperhatikan gempa bulan dan asteroid serangan – tidak hanya di kutub selatan bulan, tetapi juga di seluruh bulan.

Mungkin yang mengejutkan, bulan tetap aktif secara seismik, meskipun tidak ada lempeng tektonik seperti yang kita miliki di Bumi, kata Naoma McCall, salah satu penyelidik dan pemimpin penerapan LEMS. Misi Apollo lebih dari 50 tahun yang lalu juga mengalami hal serupa seismometer di bulan dan mencatat getaran dalam dan dangkal, peristiwa termal, dan dampak meteoroid. Tapi instrumen abad pertengahan itu ditutup pada tahun 1977 dan memberikan gambaran yang tidak lengkap tentang apa yang terjadi di kerak dan mantel bulan, katanya.

Lebih banyak data sangat penting bagi NASA untuk membangun pos terdepan di bulan dengan aman bagi manusia untuk tinggal dan bekerja, terutama jika wilayah kutub ternyata berguncang lebih sering – atau lebih kuat – dari yang diperkirakan.

“Ada banyak hal yang tidak kami ketahui tentang bagian dalam bulan karena kami hanya melakukan pengamatan dari sisi dekat,” kata McCall, mengacu pada belahan bulan yang menghadap Bumi, tempat semua misi Apollo mendarat.

Selama beberapa dekade, banyak misi luar angkasa yang sangat jauh tetap bertahan dengan skala kecil sumber panas nuklir yang secara perlahan melepaskan energi saat mereka membusuk. Sistem tersebut bertenaga namun mengandalkan bahan bakar yang langka. Selain itu, mereka menambahkan tinjauan biaya, kompleksitas, dan keselamatan. Jika peralatan kecil ini dapat bertahan di malam bulan hanya dengan menggunakan sinar matahari, baterai, dan isolasi, NASA dapat meniru model tersebut untuk peralatan permukaan yang lebih cepat dan sederhana di masa depan.

Untuk memasang LEMS, astronot akan meletakkan kotak itu di parit dan mengebor lubang silinder di dekatnya untuk mengubur dua sensor di bawah tanah. Para insinyur merancang kotak seberat 66 pon sehingga satu orang dapat membawanya. Jika beban itu masih terdengar terlalu berat, ingatlah bahwa segala sesuatu di bulan terasa berat seperenam lebih ringan daripada yang terjadi di Bumi.

Setelah memastikan sistem diarahkan ke arah yang benar, para astronot dapat mengaturnya dan melupakannya, kata McCall. Sebuah tim berlatih mengerahkan peralatan tersebut di University of Central Florida, di ruangan yang penuh dengan tanah bulan buatan, untuk memastikan peralatan tersebut dapat dilaksanakan dalam langkah-langkah sederhana.

“Kami akan menekan tiga tombol lalu pergi,” kata McCall.

Meskipun bagian luar kotaknya terpanggang dan membeku, komponen internal terpenting — baterai, komputer otonom, dan perangkat elektronik lainnya — tetap berada pada suhu antara -22 dan 86 derajat Fahrenheit. Para insinyur mengatakan bahwa jangkauan internal yang lebih ketat memungkinkan peralatan tersebut untuk terus beroperasi, bahkan ketika cangkangnya menghadapi beban terberat dari kondisi bulan.

Kunci untuk mempertahankan suhu internal yang konsisten adalah selimut termal yang canggih. Materi berpemilik, yang dikembangkan oleh Quest Thermal Group untuk NASA yang berbasis di Colorado, disebut Isolasi MultiLayer Terintegrasiatau IMLI. NASA juga bekerja sama dengan mitranya untuk menyesuaikan cara mengisi baterai lithium-ion agar dapat bertahan dalam cuaca dingin yang ekstrem.

“Ion litium sangat tidak menyukai suhu di bawah -30 derajat [Celsius]. Saat itulah Anda mulai mendapatkan pelapisan ion lithium,” kata Hicks, mengacu pada masalah yang terjadi ketika baterai tidak dapat lagi menyerap bahan kimia yang membawa energi. “Ini semua tentang bertahan hidup di malam bulan dan skenario terburuk.”

Setelah perubahan baru-baru ini pada kampanye peluncuran Artemis, NASA telah mulai menyusun ulang rencana tingkat tinggi untuk misi pendaratan di bulan yang akan datang. Badan tersebut akan memutuskan apakah kargo LEMS akan terbang dengan Artemis IV setelah menyelesaikan daftar resmi semua yang ada di dalamnya. Sementara itu, tim akan menyelesaikan sisa jadwal pengujian dalam beberapa bulan ke depan.