Uśmiechnij się, Księżycu – czas na kolejne zbliżenie!
Już po raz drugi w ciągu niespełna roku technologia NASA, zaprojektowana do badania interakcji pomiędzy strumieniem silnika lądownika a powierzchnią Księżyca, jest gotowa na długą podróż ku naszemu naturalnemu satelicie. Wszystko to w imię ciągłego rozwoju ludzkiej wiedzy i technologii.
Nowoczesna technologia, znana jako Stereo Cameras for Lunar Plume-Surface Studies (SCALPSS), opracowana w Centrum Badawczym Langley w Hampton w stanie Wirginia, to zespół kamer, umieszczonych wokół podstawy lądownika księżycowego. Ich zadanie polega na rejestrowaniu obrazów powierzchni zarówno w trakcie opadania, jak i po lądowaniu. Dzięki technice zwanej stereofotogrametrią naukowcy będą w stanie stworzyć trójwymiarowy obraz powierzchni księżycowej. Pierwsza wersja tej technologii, SCALPSS 1.0, była wykorzystana na pokładzie statku Odysseus firmy Intuitive Machines, który dokonał lądowania w lutym ubiegłego roku. Niestety, nie udało się wtedy zebrać danych związanych z interakcją strumienia z gruntem z powodu nieprzewidzianych okoliczności. Mimo to sprzęt z powodzeniem działał w trakcie podróży oraz na powierzchni Księżyca, co zwiększa pewność co do funkcjonalności kolejnej generacji technologii – SCALPSS 1.1.
W nowej wersji SCALPSS dodano dwie dodatkowe kamery, co zwiększa ich liczbę do sześciu w porównaniu do czterech w poprzednim modelu. Ponadto SCALPSS 1.1 będzie rejestrować obrazy z większej wysokości, jeszcze zanim silnik lądownika wejdzie w interakcję z powierzchnią, co pozwoli uzyskać jeszcze lepsze porównanie „przed i po”.
Obrazy zbierane przez SCALPSS nie są jedynie ciekawostką technologiczną. W miarę jak liczba misji na Księżyc rośnie, a różne urządzenia lądują blisko siebie, konieczne staje się precyzyjne przewidywanie skutków tych lądowań. Jak bardzo zmienia się powierzchnia Księżyca? Co dzieje się z regolitem – luźnym materiałem pokrywającym księżycowy grunt – wyrzucanym przez silniki lądownika? Właśnie na te pytania SCALPSS ma pomóc odpowiedzieć, będąc pierwszym dedykowanym instrumentem do pomiaru takich interakcji w czasie rzeczywistym.
„Jeśli planujemy umieszczać obiekty – lądowniki, habitaty i inne – blisko siebie, musimy przewidzieć ryzyko ‘piaskowania’ sąsiadujących elementów przez wyrzucany pył i rozerwaną powierzchnię,” wyjaśnia Michelle Munk, główna badaczka SCALPSS oraz pełniąca obowiązki głównego architekta w Dyrekcji Misji Technologii Kosmicznych NASA. „To skomplikowany problem inżynieryjny, który wymusza odpowiednie planowanie.”
Pod egidą programu Artemis, czyli współczesnej strategii NASA eksploracji Księżyca, instytucja współpracuje z partnerami komercyjnymi i międzynarodowymi w celu ustanowienia pierwszej długoterminowej obecności na powierzchni Księżyca. SCALPSS 1.1 zostanie dostarczony w ramach inicjatywy CLPS (Commercial Lunar Payload Services), która przewiduje transport ponad 90 kilogramów eksperymentów naukowych i demonstracji technologii na Księżyc.
Zebrane obrazy zostaną zapisane na niewielkiej jednostce pamięci, po czym zostaną przesłane do lądownika i przekazane na Ziemię. Analiza wyników – tworzenie map trójwymiarowych i ocena zmian powierzchni – potrwa co najmniej kilka miesięcy, ale już teraz specjaliści przewidują stosunkowo niewielkie zmiany, głębokości rzędu kilku centymetrów.
„Patrząc na stare zdjęcia z misji Apollo – a pamiętajmy, że ich lądowniki były większe niż obecne robotyczne statki – trzeba było bardzo się przypatrywać, aby dostrzec zmiany erozyjne,” mówi Rob Maddock, menedżer projektu SCALPSS w Langley. „Oczekujemy zmian na głębokość maksymalnie jednego cala, choć wszystko zależy od miejsca lądowania, grubości regolitu oraz lokalizacji podłoża skalistego.”
Mimo skromnych zmian widocznych przy obecnych misjach robotycznych, technologia SCALPSS ma kluczowe znaczenie dla przyszłości, pomagając w rozwijaniu systemów lądowniczych i modeli eksploracyjnych dla planowanych, większych misji załogowych. „Przyszłe lądowniki z silnikami o znacznie większej mocy mogą potencjalnie wyrządzać większe zmiany powierzchni, nawet tworzyć głębsze dziury,” zauważa Maddock. „Dlatego już teraz zbieramy dane, aby weryfikować obecne modele i prognozy.”
Projekt SCALPSS 1.1 jest finansowany przez Program Zmieniających Grę Technologii w ramach Dyrekcji Misji Technologii Space Technology Mission Directorate. Misja potwierdza rosnące zaangażowanie NASA oraz amerykańskiego sektora prywatnego w eksplorację kosmosu – obiecujący krok ku przyszłości odkryć na Księżycu.
