A NASA não mediu terremotos lunares desde que os astronautas da Apollo implantaram um punhado de estações de medição em vários locais da superfície lunar e descobriram inesperadamente que o único satélite natural da Terra estava longe de ser sismicamente inativo.

Se Terry Hurford, um geofísico do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, tem o seu caminho, uma próxima geração, O sismômetro altamente robusto que ele está desenvolvendo agora com seu parceiro da Arizona State University será uma das novas tecnologias e sistemas inovadores que a NASA usa para explorar a Lua em maiores detalhes sob seu programa Artemis. Chamado de Experimento de Investigação e Monitoramento Lunar Subsuperficial, ou SUBLIME, os dados do sistema não irão mapear apenas o interior da Lua, de seu regolito ao seu núcleo, mas também alertar os astronautas sobre eventos sísmicos.

Desenvolvimento e Avanço da Instrumentação Lunar da NASA, ou DALI, está apoiando o esforço.

Compreensão Rudimentar

Antes da Apollo, os cientistas não estavam cientes do tremor da Lua. De 1969 a 1977, instrumentos implantados como parte do Apollo Lunar Surface Experiment Package da NASA, ou ALSEP, registrado 12, 000 eventos sísmicos, incluindo impactos de meteoros e terremotos lunares profundos e superficiais, cujas intensidades variaram em magnitude de menos de três a até cinco. Em 1977, A NASA desligou o array ALSEP. Embora os cientistas ainda estejam explorando dados ALSEP, "nossa compreensão do interior da Lua permanece rudimentar e limitada, "Hurford disse.

Aprender mais sobre a estrutura interna da Lua e fornecer um sistema de alerta precoce para os astronautas, Portanto, são de alta prioridade. "Um dos principais instrumentos seria um sismômetro, "particularmente aquele que é facilmente implantável, áspero, e relativamente barato de construir - critérios de desempenho que o SUBLIME deve satisfazer, ele adicionou.

Hurford e sua equipe estão projetando especificamente o SUBLIME para que qualquer NASA ou sistema de pouso ou rover comercial possa implantá-lo, independentemente do terreno e da duração da missão. O objetivo de longo prazo é estabelecer uma rede de estações sísmicas.

Já relativamente maduro devido a investimentos anteriores de vários programas de desenvolvimento de tecnologia da NASA, bem como do programa de Pesquisa e Desenvolvimento Interno de Goddard (IRAD), Espera-se que o SUBLIME de busca de caminhos esteja quase pronto para implantação assim que seu financiamento DALI terminar em três anos. Cinco outras equipes envolvendo especialistas Goddard receberam financiamento DALI para fazer avançar outros instrumentos, garantindo que o centro tenha um papel a desempenhar na próxima era de exploração da agência.

Melhorias de sistema

SUBLIME oferece melhorias em relação a outros sistemas, Hurford disse. "Houve vários esforços para construir sismômetros planetários após a implantação total da rede lunar Apollo, ", disse ele. A NASA acabou levando-os na missão Mars Viking, Venus Venera 13 e 14 missões, e agora a missão Mars InSight, a primeira missão da agência dedicada a examinar abaixo da superfície marciana.

Os instrumentos da era Apollo eram sensíveis à inclinação; Portanto, os astronautas tiveram que posicioná-los. E embora o instrumento Mars InSight seja o sismômetro planetário de melhor desempenho até hoje, seu sistema de sensores é muito grande. Um braço robótico complexo deve implantar o instrumento.

SUBLIME é baseado no transdutor eletrônico molecular, ou MET, uma tecnologia da Arizona State University está contribuindo para o esforço. Usado em sismologia terrestre, MET depende de um fluido que responde a acelerações sísmicas. O fluido flui através de um elemento de detecção que gera uma corrente mensurável, que fornece dados de movimento do solo altamente precisos.

A beleza da tecnologia MET é que ela é robusta e facilmente implantável. A unidade SUBLIME incluirá três sensores que são orientados em diferentes direções dentro da caixa do instrumento. Se o pacote tombar e cair de lado, por exemplo, a orientação não diminuirá a capacidade do SUBLIME de coletar dados e localizar a fonte da atividade sísmica. Em outras palavras, o pacote de instrumentos não precisa ser posicionado precisamente para fazer seu trabalho. Além disso, não tem peças móveis e é fácil de fabricar, Hurford disse.

Os tecnólogos de Goddard ajudaram a melhorar o design do sensor para incluir selos adicionais e uma maneira melhor de montar os sensores, Hurford disse, acrescentando que o objetivo sob o prêmio DALI é aumentar a prontidão da tecnologia do sensor para que ele seja proposto para vôo com segurança.

Mas a contribuição mais importante do centro é a eletrônica de leitura, que apresentam um avançado, circuito integrado específico de aplicação endurecido por radiação, ou ASIC, que minimiza os requisitos de massa e potência do instrumento. Desenvolvido pelo tecnólogo Gerard Quilligan sob vários prêmios IRAD, o ASIC fornece todas as funções de manutenção e converte a corrente detectada pelo sensor MET em uma leitura de tensão e a digitaliza.

História IRAD

"Esse chip tem muita história em prêmios IRAD anteriores, "Hurford disse." O sensor é vital, mas não é um instrumento até que você coloque tudo junto. "

Como um sismômetro de primeira geração, O SUBLIME provavelmente será usado inicialmente em implantações de curta duração. Mas é design, que poderia ser adaptado para uso em outros planetas e luas devido à sua robustez e sensibilidade, permite implementações de longo prazo necessárias para criar uma rede de estações de monitoramento.

"Algum dia, Quero detectar atividade sísmica na Europa, e SUBLIME é o primeiro pequeno passo em direção a esse objetivo, "Hurford disse.