Lanterna lunar para procurar água na lua

Quando os moradores sedentos de uma comunidade permanente na Lua tomarem um gole de água fresca trazida do polo sul lunar, eles estarão desfrutando dos benefícios de uma espaçonave de 30 libras conhecida como Lunar Flashlight que foi montada e testada no Georgia Instituto de Tecnologia (Georgia Tech). O Lunar Flashlight usará lasers poderosos e um espectrômetro a bordo para pesquisar áreas sombreadas de crateras no pólo sul em busca de evidências de gelo na superfície. Missões anteriores da NASA mostraram que a Lua pode ter água congelada nessas áreas e, ao orbitar perto da superfície, a espaçonave poderá identificar locais que podem ser dignos de exploração por futuras missões.

O Lunar Flashlight foi desenvolvido por uma equipe do Jet Propulsion Laboratory (JPL) da NASA, Goddard Space Flight Center (GSFC) da NASA, da Universidade da Califórnia, Los Angeles (UCLA), Georgia Tech e Marshall Space Flight Center (MSFC) da NASA.

Pesquisadores da Escola de Engenharia Aeroespacial da Georgia Tech trabalharam com o MSFC para desenvolver o sistema de propulsão da espaçonave – uma nova tecnologia que usa um propulsor aprimorado e ecologicamente correto – e colaboraram com o Georgia Tech Research Institute (GTRI) para montar e testar a Lanterna Lunar em um conjunto de instalações únicas em Atlanta.

Além de estudar o gelo da Lua, o Lunar Flashlight demonstrará que pequenas espaçonaves podem ter grandes capacidades. Será o primeiro CubeSat a usar um sistema de propulsão monopropelente verde para inserção orbital na Lua – e a mudar de posição para apontar seus instrumentos, enviar dados por rádio para a Terra e coletar luz solar para alimentar suas operações. O CubeSat, que tem aproximadamente o tamanho de um computador desktop, também será o primeiro a usar espectroscopia a laser ativa para explorar a superfície da Lua.

Até agora, os CubeSats – nomeados pelo uso de módulos cúbicos de tamanho padrão – assumiram principalmente tarefas na órbita da Terra e não precisavam de sistemas de propulsão poderosos. A Lanterna Lunar ajudará a demonstrar a capacidade de naves espaciais pequenas e relativamente baratas para lidar com missões espaciais importantes que anteriormente eram reservadas para veículos maiores.

A Lanterna Lunar carrega quatro poderosos lasers de infravermelho próximo que operam em diferentes comprimentos de onda no espectro do infravermelho próximo. Os lasers serão direcionados para áreas sombreadas de crateras e operarão em sequência para iluminar locais onde o gelo pode ter sido depositado e protegido do derretimento. A água na forma de gelo absorverá a luz do laser, enquanto o solo lunar seco – conhecido como regolito – refletirá os feixes de volta ao espectrômetro da espaçonave.

“Ao estudar a luz retornada, o sistema nos dirá se o gelo de água está presente nessas áreas permanentemente sombreadas”, disse Jud Ready, principal engenheiro de pesquisa do GTRI e principal investigador do projeto Lunar Flashlight na Georgia Tech. A equipe científica Lunar Flashlight interpretará as medições do CubeSat juntamente com conjuntos de dados coletados por outras espaçonaves para entender melhor a abundância e distribuição dos depósitos de gelo lunar.

Os lasers serão alimentados por uma grande bateria de íons de lítio que será carregada pelos quatro painéis solares da espaçonave. Os lasers, espectrômetro e bateria ocupam cerca de um terço do volume total da Lanterna Lunar.

Os dados da busca por gelo serão transmitidos para a Deep Space Network da NASA por um transmissor de rádio semelhante aos usados ​​em outras missões da NASA. O rádio também receberá comandos enviados para a espaçonave de controladores na Terra; devido ao tempo necessário para que os sinais sejam transmitidos à Lua, os comandos serão armazenados e executados em horários específicos. Os dados entrarão no centro de controle de operações da missão da Georgia Tech, localizado na Escola de Engenharia Aeroespacial, e serão encaminhados à UCLA para análise e arquivamento no Sistema de Dados Planetários da NASA. Os controladores de naves espaciais da Georgia Tech monitorarão os sinais para garantir que a Lunar Flashlight esteja operando conforme o esperado.

O objetivo do Lunar Flashlight é abordar uma das lacunas de conhecimento estratégico da NASA:entender a composição, quantidade, distribuição e forma de água e íons de água – como hidroxila (OH) – em pontos frios lunares conhecidos como “armadilhas frias”. Os orbitadores lunares anteriores da NASA e outras missões detectaram potenciais depósitos de gelo de água em altas latitudes na Lua. O Lunar Flashlight mapeará um punhado desses depósitos em resoluções espaciais de um a dois quilômetros, fornecendo significativamente mais detalhes do que missões anteriores. Além de confirmar a existência da água congelada, o Lunar Flashlight fornecerá informações que podem ajudar a determinar onde futuras missões podem pousar para amostrar a água e avaliar seu uso potencial por humanos.

Usar os próprios recursos hídricos da Lua para sustentar a vida humana e produzir combustível pode reduzir o custo de manutenção de comunidades lunares permanentes, reduzindo a quantidade de material que precisa ser lançado da Terra. Além da água, a NASA espera usar materiais lunares para produzir oxigênio e propelente para o lançamento de voos de retorno.