La NASA ha dado por finalizado el montaje de la primera carga útil diseñada para ser desplegada en la superficie de la Luna por los astronautas del programa Artemis: la Estación de Monitoreo del Entorno Lunar (LEMS, por su acrónimo en inglés) de la NASA. Los ingenieros que trabajan en LEMS han completado el desarrollo y las pruebas del hardware, y la carga útil está lista para su ubicación definitiva cerca del Polo Sur lunar. Con su hardware completo, LEMS está listo para respaldar uno de los objetivos fundamentales del programa Artemis: hacer posible la investigación científica y la exploración lunar sostenidas.
El conjunto de instrumentos de LEMS contiene dos sismómetros de gran sensibilidad que monitorearán las vibraciones del suelo causadas por los sismos lunares, o lunamotos, y el impacto de meteoritos. Esto proporcionará a los científicos información sobre el interior de la Luna y los riesgos sísmicos que los astronautas podrían encontrar en la superficie. Su diseño modular permite adaptar o ampliar el sistema para incorporar nuevos instrumentos en el futuro, creando así una plataforma reutilizable capaz de evolucionar a medida que aumentan las prioridades científicas.
La carga útil permanecerá en una sala limpia del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, donde fue construida, hasta que sea asignada a una misión de Artemis para su despliegue en la superficie lunar.
“Completar la construcción del instrumento científico LEMS es un paso importante hacia una nueva era de la ciencia en la superficie lunar. Los experimentos científicos innovadores descubrirán, medirán y revelarán los secretos de la Luna, al tiempo que los astronautas abren nuevas fronteras de descubrimientos”, dijo Joel Kearns, administrador asociado adjunto de Exploración de la Dirección de Misiones Científicas en la sede central de la NASA en Washington. “Del mismo modo, entre bastidores, innumerables equipos investigadores de la NASA y de nuestros socios están ampliando los límites de lo que pueden hacer los instrumentos de superficie, desarrollando las herramientas que harán posible y segura la exploración futura”.
La carga útil de LEMS se basa en un legado de seguimiento de la actividad sísmica en la Luna. Entre 1969 y 1972, los astronautas del programa Apolo desplegaron una red de sismómetros en la región ecuatorial del lado cercano de la Luna. Dichos instrumentos funcionaron hasta 1977 y registraron alrededor de 13.000 lunamotos y otras vibraciones del suelo, lo que permitió a los científicos comenzar a comprender la composición del interior de la Luna. Durante décadas, los investigadores han aspirado a desplegar más sismómetros, actualizados con nuevas tecnologías, por toda la superficie lunar.
Ahora, LEMS transportará los primeros sismómetros que serán desplegados por futuros astronautas para detectar las tenues vibraciones del suelo, a fin de recopilar nuevos datos sobre la estructura interna de la Luna y su actividad sísmica actual. Estos sensores serán los sismómetros más compactos, sensibles y energéticamente eficientes que se haya construido para la exploración planetaria.
En sí, LEMS tiene el tamaño aproximado de una maleta pequeña y pesa cinco kilogramos (11 libras) en el entorno de baja gravedad de la Luna. No solo transportará estos sensores sísmicos, sino también todo lo necesario para que funcionen de manera independiente de los seres humanos tras su despliegue. La unidad LEMS está diseñada para gestionar su propia generación de energía por medio de un panel solar ligero y flexible que se adapta a la forma de la unidad. También gestionará sus actividades operativas para garantizar la recopilación continua de datos, según un plan preestablecido, y la transmisión mensual de información a la Tierra. La carga útil cumplirá todas estas funciones mientras mantiene una temperatura interna estable a pesar de las enormes fluctuaciones de temperatura entre el día y la noche, características de la región del Polo Sur lunar.
“Cuando concebimos LEMS, no solo estábamos pensando en la próxima misión, sino en la siguiente generación de exploración lunar”, dijo Mehdi Benna, científico de la Universidad de Maryland en el condado de Baltimore, quien dirige el proyecto LEMS desde el centro Goddard de la NASA. “Nuestra visión era crear una boya científica para la Luna. Al igual que una boya oceánica en la Tierra, LEMS está diseñado para ser fácil de construir, adaptable a diferentes objetivos científicos y capaz de operar de forma autónoma durante años”.
Antes de poder llevar a cabo cualquier estudio de ciencia de la superficie, Benna y su equipo debían asegurarse de que LEMS pudiera resistir el viaje a la Luna y las inhóspitas condiciones del entorno en su superficie. Durante los últimos cinco meses, LEMS y sus componentes han sido sometidos a una rigurosa serie de pruebas ambientales y operativas. Los ingenieros verificaron que LEMS puede soportar las violentas sacudidas del lanzamiento, el viaje a la superficie lunar y las condiciones de temperatura y radiación de la Luna. Asimismo, el equipo demostró que el diseño mecánico y eléctrico del conjunto de instrumentos puede ser manipulado de manera segura por los astronautas.
La carga útil de LEMS fue desarrollada de modo que pueda operar durante la noche lunar, la cual dura dos semanas terrestres, sin necesidad de energía externa ni de una fuente de calor. Los instrumentos utilizados anteriormente en la superficie lunar dependían de calentadores de radioisótopos para obtener calor y energía. En cambio, LEMS soportará temperaturas que descienden en algunas zonas hasta menos 240 grados Celsius (menos 400 grados Fahrenheit) gracias al uso de materiales aislantes avanzados, cables de baja conductividad térmica que minimizan la pérdida de calor y un regulador térmico que disipa el calor durante el día para evitar el sobrecalentamiento y que ayuda a retenerlo durante la noche.
Estas innovaciones reducen la masa y las necesidades energéticas, allanando el camino para instrumentos más ligeros y eficientes desde el punto de vista energético, capaces de operar de forma continua en los futuros lugares de aterrizaje del programa Artemis y en la Base Lunar dirigida por la NASA.
El proyecto de la carga útil de LEMS está liderado por la Universidad de Maryland en el condado de Baltimore y la Universidad de Maryland en College Park. La implementación técnica está dirigida por el centro Goddard de la NASA. La Universidad de Arizona, en colaboración con Silicon Audio, Inc., suministró los dos sismómetros de última generación de LEMS. La Universidad Estatal de Morehead en Kentucky proporcionó el sistema de telecomunicaciones de LEMS y se encargará de operar el instrumento en la superficie. La Universidad de Washington en San Luis, Misuri, gestionará el procesamiento de los datos del instrumento y su difusión a la comunidad científica en general.
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