La NASA no ha medido terremotos lunares desde que los astronautas del Apolo desplegaron un puñado de estaciones de medición en varios lugares de la superficie lunar y descubrieron inesperadamente que el único satélite natural de la Tierra estaba lejos de ser sísmicamente inactivo.

Si Terry Hurford, un geofísico en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, se sale con la suya, una próxima generación, El sismómetro de alta resistencia que ahora está desarrollando con su socio de la Universidad Estatal de Arizona será una de las nuevas tecnologías y sistemas innovadores que la NASA utiliza para explorar la Luna con mayor detalle en el marco de su programa Artemis. Llamado Experimento de Investigación y Monitoreo de la Luna Subterránea, o SUBLIME, Los datos del sistema no solo mapearán el interior de la Luna, desde su regolito hasta su núcleo, pero también alertan a los astronautas sobre eventos sísmicos.

Desarrollo y Avance de la Instrumentación Lunar de la NASA, o DALI, está apoyando el esfuerzo.

Comprensión rudimentaria

Antes de Apolo, los científicos desconocían el temblor de la Luna. De 1969 a 1977, instrumentos desplegados como parte del paquete de experimentos de superficie lunar Apollo de la NASA, o ALSEP, grabado 12, 000 eventos sísmicos, incluidos los impactos de meteoritos y los terremotos lunares profundos y superficiales, cuyas intensidades variaron en magnitud desde menos de tres hasta cinco. En 1977, La NASA apagó la matriz ALSEP. Aunque los científicos todavía están extrayendo datos de ALSEP, "nuestro conocimiento del interior de la Luna sigue siendo rudimentario y limitado, "Dijo Hurford.

Aprender más sobre la estructura interna de la Luna y proporcionar un sistema de alerta temprana para los astronautas, por lo tanto, son una alta prioridad. "Uno de los instrumentos clave sería un sismómetro, "en particular uno que se pueda implementar fácilmente, escabroso, y relativamente económico de construir:criterios de rendimiento que se espera que cumpla SUBLIME, añadió.

Hurford y su equipo están diseñando SUBLIME específicamente para que cualquier sistema de aterrizaje o rover de la NASA o comercial pueda implementarlo, independientemente del terreno y la duración de la misión. El objetivo a largo plazo es establecer una red de estaciones sísmicas.

Ya relativamente maduro debido a inversiones pasadas de varios programas de desarrollo de tecnología de la NASA, así como del programa de Investigación y Desarrollo Interno de Goddard (IRAD), Se espera que el SUBLIME de búsqueda de caminos esté casi listo para su implementación una vez que finalice su financiamiento DALI en tres años. Otros cinco equipos que involucran a expertos de Goddard recibieron fondos de DALI para promover otros instrumentos, asegurando que el centro tiene un papel que desempeñar en la próxima era de exploración de la agencia.

Mejoras del sistema

SUBLIME ofrece mejoras sobre otros sistemas, Dijo Hurford. "Hubo varios esfuerzos para construir sismómetros planetarios luego del despliegue completo de la red lunar Apolo, ", dijo. La NASA finalmente los llevó a la misión Mars Viking, Misiones Venus Venera 13 y 14, y ahora la misión Mars InSight, La primera misión de la agencia dedicada a mirar debajo de la superficie marciana.

Los instrumentos de la era de Apolo eran sensibles a la inclinación; por lo tanto, los astronautas tuvieron que posicionarlos. Y aunque el instrumento Mars InSight es el sismómetro planetario de mejor rendimiento hasta la fecha, su sistema de sensores es muy grande. Un brazo robótico complejo debe desplegar el instrumento.

SUBLIME se basa en el Transductor Electrónico Molecular, o MET, una tecnología de la Universidad Estatal de Arizona está contribuyendo al esfuerzo. Utilizado en sismología terrestre, MET se basa en un fluido que responde a las aceleraciones sísmicas. El fluido fluye a través de un elemento sensor que genera una corriente medible, que proporciona datos de movimiento del suelo de alta precisión.

La belleza de la tecnología MET es que es resistente y fácil de implementar. La unidad SUBLIME incluirá tres sensores que están orientados en diferentes direcciones dentro de la carcasa del instrumento. Si el paquete se cae y termina de lado, por ejemplo, la orientación no disminuirá la capacidad de SUBLIME para recopilar datos y localizar la fuente de actividad sísmica. En otras palabras, no es necesario colocar el paquete de instrumentos con precisión para hacer su trabajo. Además, no tiene partes móviles y es fácil de fabricar, Dijo Hurford.

Los tecnólogos de Goddard ayudaron a mejorar el diseño del sensor para incluir sellos adicionales y una mejor manera de montar los sensores. Hurford dijo:y agregó que el objetivo del premio DALI es aumentar la preparación tecnológica del sensor para que se proponga con confianza para el vuelo.

Pero la contribución más importante del centro son la electrónica de lectura, que cuentan con un avanzado, circuito integrado específico de aplicación endurecido por radiación, o ASIC, que minimiza los requisitos de masa y potencia del instrumento. Desarrollado por el tecnólogo Gerard Quilligan bajo múltiples premios IRAD, el ASIC proporciona todas las funciones de limpieza y convierte la corriente detectada por el sensor MET en una lectura de voltaje y luego la digitaliza.

Historia del IRAD

"Ese chip tiene mucha historia en los premios IRAD anteriores, "Dijo Hurford." El sensor es vital, pero no es un instrumento hasta que lo pones todo junto ".

Como sismómetro de primera generación, Es probable que SUBLIME se utilice inicialmente en implementaciones de corta duración. Pero es diseño que podría adaptarse para su uso en otros planetas y lunas debido a su robustez y sensibilidad, permite las implementaciones a largo plazo necesarias para crear una red de estaciones de monitoreo.

"Algún día, Quiero detectar actividad sísmica en Europa, y SUBLIME es el primer pequeño paso hacia ese objetivo, "Dijo Hurford.