Lunar Probe NASA Menemukan Tidak Mudah Menjadi Hijau

Jika Anda seorang penggemar luar angkasa, ini adalah hari-hari yang sangat menyenangkan. Ada begitu banyak hal yang terjadi sehingga terkadang sulit untuk mengikuti berita terbaru. Artemis Saya baru saja kembali dari Bulan, kru Stasiun Luar Angkasa Internasional berurusan dengan Soyuz yang rusak, SpaceX membuat kemajuan luar biasa dengan arsitektur Starship mereka, CubeSats tersebar di seluruh tata surya, dan sepertinya setiap bulan ada perusahaan baru meluncurkan kendaraan peluncuran mereka sendiri yang dikembangkan secara komersial.

Senter Bulan

Jadi dengan semua yang terjadi, kami tidak akan terkejut jika Anda belum pernah mendengar tentang misi Lunar Flashlight NASA. Pesawat ruang angkasa seukuran koper diluncurkan dengan penerbangan “rideshare” khusus roket Falcon 9 SpaceX pada 11 Desember – mengikuti dua pesawat lain yang menuju ke tetangga terdekat kita, pendarat Hakuto-R Jepang, dan penjelajah kecil yang dikembangkan oleh Uni Emirat Arab. Ada saat ketika peluncuran seperti itu akan menjadi berita besar, tetapi karena itu hanya yang kedua dari tujuh peluncuran yang dilakukan SpaceX pada bulan Desember saja, itu tidak menjadi berita utama.

Namun baru-baru ini, itu mulai berubah. Ada desas-desus yang berkembang di sekitar Lunar Flashlight, meskipun sayangnya, bukan karena alasan yang biasanya kami harapkan. Tampaknya penjelajah kecil itu mengalami beberapa masalah dengan sistem propelan “hijau” mutakhirnya, dan kecuali masalah ini dapat segera diselesaikan, misi yang menjanjikan itu dapat berakhir bahkan sebelum sempat dimulai.

Menyinari Cahaya di Lunar Ice

Setelah beberapa dekade awal yang salah, sepertinya NASA akhirnya serius untuk memperbarui pasokan bendera Amerika di Bulan. Tapi sementara misi Apollo hanya melihat astronot melakukan perjalanan singkat ke permukaan bulan, program Artemis berjanji untuk membangun kehadiran manusia jangka panjang di dan sekitar Bulan. Untuk melakukannya, badan antariksa membutuhkan informasi sebanyak mungkin tentang lingkungan bulan, oleh karena itu peningkatan penting dalam misi pengintaian baru-baru ini.

Lunar Flashlight adalah salah satu misi tersebut. Tujuannya adalah untuk mencari dan mengukur endapan es air di Bulan, khususnya di kawah yang tertutup bayangan secara permanen yang terletak di daerah kutub. Peta akurat dari endapan es ini, setelah dikonfirmasi oleh misi robot berikutnya, hampir pasti akan memengaruhi proses pengambilan keputusan ketika tiba waktunya untuk menetapkan lokasi pos terdepan bulan pertama umat manusia. Pasokan es lokal berarti fasilitas tersebut dapat menghasilkan oksigen dan propelan roketnya sendiri, belum lagi menyediakan air minum yang penting bagi para astronot.

Awalnya Senter Bulan akan dilengkapi dengan layar surya besar, yang akan digunakan untuk memantulkan 50 kW sinar matahari ke permukaan Bulan untuk memfasilitasi pengamatan visual dan spektral. Dari ketinggian 20 kilometer (12 mil), diperkirakan pesawat ruang angkasa itu bisa menerangi titik berdiameter 400 meter (1.300 kaki).

Seperti yang Anda duga, versi terakhir dari perangkat keras tersebut ternyata jauh lebih tidak menarik. Itu masih akan menukik ke ketinggian 20 km, tetapi layar surya telah diganti dengan empat laser yang beroperasi pada panjang gelombang inframerah yang berbeda: 1.064, 1.495, 1.85, dan 1.99 µm.

Sinar akan menerangi titik 35 m (115 kaki) dari permukaan bulan, dengan cahaya yang dipantulkan dikumpulkan oleh cermin dan diarahkan ke fotodetektor indium gallium arsenide (InGaAs). Prinsip dasarnya adalah bahwa es diperkirakan akan menyerap sebagian sinar laser, sedangkan regolith yang sangat reflektif akan memantulkan lebih banyak lagi ke pesawat ruang angkasa. Harapannya, data reflektifitas ini, jika digabungkan dengan pengamatan yang ada, pada akhirnya akan mengonfirmasi lokasi dan kerapatan es air permukaan.

Tentu saja, semua bisa diperdebatkan jika pesawat luar angkasa Lunar Flashlight tidak pernah sampai ke Bulan.

Dalam Dorong Kami Percaya

Pada pembaruan terbaru dari NASA, pengontrol darat telah mencatat bahwa tiga dari empat pendorong di pesawat ruang angkasa berkinerja buruk. Ini tampaknya mengisyaratkan semacam masalah sistemik daripada masalah dengan desain pendorong atau perangkat keras kontrol, di situlah hal-hal mulai menjadi menarik.

Lunar Flashlight adalah pesawat ruang angkasa pertama yang menggunakan propelan “hijau” baru yang dikenal sebagai AF-M315E di luar orbit rendah Bumi. Tidak hanya propelan baru ini kurang beracun daripada hidrazin yang digunakan secara tradisional, ini juga lebih efisien: ia menawarkan impuls spesifik (ISP) 12% lebih tinggi dan sekitar 50% lebih padat, sehingga Anda dapat mengemas lebih banyak dorongan ke dalam tangki berukuran sama. Untuk alasan kinerja saja, propelan baru ini layak dipertimbangkan — toksisitas yang lebih rendah, yang akan membuat penanganan kapal di darat lebih mudah dan aman, hanyalah bonus tambahan.

Lunar Flashlight menggunakan empat pendorong kecil untuk bermanuver.

Sekarang, tidak diragukan lagi bahwa AF-M315E berfungsi. Green Propellant Infusion Mission (GPIM) menghabiskan lebih dari satu tahun di orbit untuk menguji propelan baru dan mengukur kinerjanya, dan formula tersebut telah dipelajari selama bertahun-tahun oleh Air Force Research Laboratory (AFRL) di darat. Meskipun benar itu belum pernah digunakan sejauh ini dari Bumi sebelumnya, tidak ada alasan jelas yang berdampak pada perilakunya. Namun faktanya, jika tiga dari empat pendorong mengalami masalah yang sama, ini menunjukkan masalah dengan propelan itu sendiri.

Atau setidaknya, sistem yang menghasilkan propelan. Perlu dicatat bahwa sistem propulsi Lunar Flashlight, yang dikembangkan bersama oleh Marshall Spaceflight Center NASA dan Lab Desain Sistem Luar Angkasa di Institut Teknologi Georgia, menggunakan pencetakan 3D untuk menghasilkan manifold propelan satu bagian dengan saluran cairan terintegrasi. Meskipun tidak diragukan lagi merupakan cara yang lebih efisien secara massal untuk memproduksi komponen, tampaknya memeriksanya untuk puing-puing atau bahan asing akan lebih sulit bila dibandingkan dengan pipa ledeng tradisional.

Meskipun alasannya belum ditentukan, NASA mengatakan bahwa pengontrol darat saat ini beroperasi dengan asumsi bahwa ada sesuatu yang menyumbat jalur propelan pesawat ruang angkasa, dan menjalankan pendorong lebih lama dapat menghilangkan penyumbatan. Seperti yang terjadi, pada awal Februari pesawat ruang angkasa harus mulai membuat koreksi jalur yang lebih besar saat mendekati Bulan, sehingga pengontrol darat akan mendapatkan kesempatan untuk membuka throttle dengan sangat cepat. Kami menyilangkan jari.