La NASA non ha misurato i terremoti lunari da quando gli astronauti dell'Apollo hanno schierato una manciata di stazioni di misurazione in vari punti della superficie lunare e hanno scoperto inaspettatamente che l'unico satellite naturale della Terra era tutt'altro che sismicamente inattivo.

Se Terry Hurford, un geofisico del Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland, ha la sua strada, una nuova generazione, Il sismometro altamente robusto che sta ora sviluppando con il suo partner dell'Arizona State University sarà una delle nuove tecnologie e dei sistemi innovativi che la NASA utilizza per esplorare la Luna in modo più dettagliato nell'ambito del suo programma Artemis. Chiamato il Subsurface Lunar Investigation and Monitoring Experiment, o SUBLIME, i dati del sistema non mapperanno solo l'interno della Luna, dalla sua regolite al suo nucleo, ma anche avvisare gli astronauti di eventi sismici.

Sviluppo e avanzamento della strumentazione lunare della NASA, o DALI, sta sostenendo lo sforzo.

Comprensione rudimentale

Prima di Apollo, gli scienziati non erano a conoscenza del tremito della Luna. Dal 1969 al 1977, strumenti distribuiti come parte del pacchetto Apollo Lunar Surface Experiment Package della NASA, o ALSEP, registrato 12, 000 eventi sismici, inclusi impatti di meteoriti e terremoti lunari profondi e poco profondi, le cui intensità variavano in magnitudo da meno di tre a cinque. Nel 1977, La NASA ha spento l'array ALSEP. Sebbene gli scienziati stiano ancora estraendo dati ALSEP, "la nostra comprensione dell'interno della Luna rimane rudimentale ed è limitata, "Ha detto Hurford.

Imparare di più sulla struttura interna della Luna e fornire un sistema di allerta precoce per gli astronauti, perciò, sono una priorità alta. "Uno degli strumenti chiave sarebbe un sismometro, " in particolare uno che è facilmente dispiegabile, robusto, e relativamente poco costoso da costruire:criteri di prestazione che SUBLIME dovrebbe soddisfare, Ha aggiunto.

Hurford e il suo team stanno progettando in modo specifico SUBLIME in modo che qualsiasi sistema di atterraggio o rover della NASA o commerciale possa implementarlo, indipendentemente dal terreno e dalla durata della missione. L'obiettivo a lungo termine è creare una rete di stazioni sismiche.

Già relativamente maturo a causa degli investimenti passati di diversi programmi di sviluppo tecnologico della NASA e del programma di ricerca e sviluppo interno (IRAD) di Goddard, il percorso SUBLIME dovrebbe essere quasi pronto per l'implementazione una volta terminato il finanziamento DALI in tre anni. Altre cinque squadre che coinvolgono esperti Goddard hanno ricevuto finanziamenti DALI per promuovere altri strumenti, assicurando che il centro abbia un ruolo da svolgere nella prossima era di esplorazione dell'agenzia.

Miglioramenti del sistema

SUBLIME offre miglioramenti rispetto ad altri sistemi, ha detto Hurford. "Ci sono stati diversi sforzi per costruire sismometri planetari dopo il pieno dispiegamento della rete lunare Apollo, " ha detto. La NASA alla fine li ha fatti volare nella missione Mars Viking, Venus Venera 13 e 14 missioni, e ora la missione Mars InSight, la prima missione dell'agenzia dedicata a guardare sotto la superficie marziana.

Gli strumenti dell'era Apollo erano sensibili all'inclinazione; perciò, gli astronauti dovevano posizionarli. E mentre lo strumento Mars InSight è il sismometro planetario con le migliori prestazioni fino ad oggi, il suo sistema di sensori è molto grande. Un braccio robotico complesso deve dispiegare lo strumento.

SUBLIME è basato sul trasduttore elettronico molecolare, o INCONTRATO, una tecnologia Arizona State University sta contribuendo allo sforzo. Utilizzato in sismologia terrestre, MET si basa su un fluido che risponde alle accelerazioni sismiche. Il fluido scorre attraverso un elemento sensibile che genera una corrente misurabile, che fornisce dati di movimento del suolo estremamente precisi.

La bellezza della tecnologia MET è che è robusta e facilmente implementabile. L'unità SUBLIME includerà tre sensori orientati in direzioni diverse all'interno dell'alloggiamento dello strumento. Se il pacco cade e finisce su un lato, Per esempio, l'orientamento non diminuirà la capacità di SUBLIME di raccogliere dati e localizzare la fonte dell'attività sismica. In altre parole, il pacchetto dello strumento non deve essere posizionato con precisione per fare il suo lavoro. Inoltre, non ha parti in movimento ed è facile da fabbricare, ha detto Hurford.

I tecnologi Goddard hanno contribuito a migliorare il design del sensore per includere guarnizioni aggiuntive e un modo migliore per montare i sensori, Hurford ha detto, aggiungendo che l'obiettivo del premio DALI è aumentare la prontezza tecnologica del sensore in modo che possa essere proposto con sicurezza per il volo.

Ma il contributo più importante del centro è l'elettronica di lettura, che dispongono di un avanzato, circuito integrato specifico per l'applicazione resistente alle radiazioni, o ASSIC, che riduce al minimo i requisiti di massa e potenza dello strumento. Sviluppato dal tecnologo Gerard Quilligan con numerosi premi IRAD, l'ASIC fornisce tutte le funzioni di manutenzione e converte la corrente rilevata dal sensore MET in una lettura di tensione e quindi la digitalizza.

Storia dell'IRAD

"Quel chip ha un sacco di storia nei passati premi IRAD, " disse Hurford. "Il sensore è vitale, ma non è uno strumento finché non metti tutto insieme."

Come sismometro di prima generazione, SUBLIME verrà probabilmente utilizzato inizialmente su implementazioni di breve durata. Ma è il design, che potrebbe essere adattato per l'uso su altri pianeti e lune grazie alla sua robustezza e sensibilità, consente implementazioni a lungo termine necessarie per creare una rete di stazioni di monitoraggio.

"Un giorno, Voglio rilevare l'attività sismica su Europa, e SUBLIME è il primo piccolo passo verso quell'obiettivo, "Ha detto Hurford.