Engenheiros e técnicos do JPL preparam o Farside Seismic Suite da NASA para testes em gravidade lunar simulada, que é cerca de um sexto da da Terra. A carga útil reunirá os primeiros dados sísmicos da Lua da agência em quase 50 anos e levará os primeiros… Crédito: NASA/JPL-Caltech” A Farside Seismic Suite da NASA passa por trabalhos em uma sala limpa do JPL em março. Os dois sismômetros sensíveis do instrumento são embalados em uma estrutura de cubo dentro de um cubo com uma bateria, um computador e componentes eletrônicos. O cobertor brilhante é um isolante externo… Crédito: NASA/JPL-Caltech”
A tecnologia por trás dos dois sismógrafos que compõem o Farside Seismic Suite da NASA foi usada para detectar mais de mil terremotos do Planeta Vermelho.
O instrumento mais sensível já construído para medir terremotos e quedas de meteoros em outros mundos está se aproximando de sua jornada até o misterioso lado oculto da Lua. É um dos dois sismógrafos adaptados para a superfície lunar a partir de instrumentos originalmente projetados para o módulo de aterrissagem InSight Mars da NASA, que registrou mais de 1.300 terremotos em Marte antes da conclusão da missão em 2022.
Parte de uma carga chamada Farside Seismic Suite (FSS) que foi recentemente montada no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia, os dois sismógrafos deverão chegar em 2026 à bacia de Schrödinger, uma ampla cratera de impacto a cerca de 500 quilômetros do Pólo Sul da Lua. A suíte autossuficiente movida a energia solar possui seu próprio computador e equipamento de comunicação, além da capacidade de se proteger do calor extremo do dia lunar e das condições frias da noite.
Primeiras sísmicas lunares
Depois de ser entregue à superfície por um módulo lunar sob a iniciativa CLPS (Commercial Lunar Payload Services) da NASA, a suíte retornará os primeiros dados sísmicos da Lua da agência desde que os últimos sismômetros do programa Apollo estavam em operação, há quase 50 anos. Não só isso, mas também fornecerá as primeiras medições sísmicas do outro lado da Lua.
O instrumento do Experimento Sísmico para Estrutura Interior (SEIS) a bordo do Mars InSight da NASA está dentro do invólucro hexagonal cor de cobre nesta foto tirada por uma câmera no braço robótico da sonda em 4 de dezembro de 2018. A tecnologia SEIS está sendo usada… Crédito: NASA/JPL-Caltech” Até 30 vezes mais sensível que seus antecessores Apollo, a suíte registrará a vibração sísmica de “fundo” da Lua, que é impulsionada por micrometeoritos do tamanho de pequenas pedras que atingem a superfície. Isso ajudará a NASA compreender melhor o ambiente de impacto atual enquanto a agência se prepara para enviar astronautas da Artemis para explorar a superfície lunar.
Os cientistas planetários estão ansiosos para ver o que o FSS lhes diz sobre a atividade e estrutura interna da Lua. O que aprenderão oferecerá insights sobre como a Lua – bem como planetas rochosos como Marte e a Terra – se formaram e evoluíram.
Também responderá a uma questão persistente sobre os terremotos lunares: por que os instrumentos Apollo no lado lunar próximo detectaram pouca atividade sísmica no lado distante? Uma explicação possível é que algo na estrutura profunda da Lua absorve essencialmente os terremotos do outro lado, tornando-os mais difíceis de serem detectados pelos sismógrafos da Apollo. Outra é que há menos terremotos no lado oposto, que na superfície parece muito diferente do lado voltado para a Terra.
“O FSS oferecerá respostas às perguntas que temos feito sobre a Lua há décadas”, disse Mark Panning, investigador principal do FSS no JPL e cientista do projeto InSight. “Mal podemos esperar para começar a recuperar esses dados.”
Ciência Marte-Lua
Visto aqui durante a montagem em novembro de 2023, o cubo interno da Farside Seismic Suite abriga a grande bateria da carga útil da NASA (na parte traseira) e seus dois sismógrafos. O dispositivo dourado em forma de disco contém o sensor de curto período, enquanto o invólucro prateado contém… Crédito: NASA/JPL-Caltech Os dois instrumentos complementares da Farside Seismic Suite foram adaptados dos projetos do InSight para funcionar na gravidade lunar – menos da metade disso de Marte, que, por sua vez, é cerca de um terço da Terra. Eles são embalados junto com uma bateria, o computador e os componentes eletrônicos dentro de uma estrutura cúbica cercada por isolamento e um cubo protetor externo. coletará dados continuamente por pelo menos 4 meses e meio, operando durante as longas e frias noites lunares.
O sismógrafo Very Broadband, ou VBB, é o sismógrafo mais sensível já construído para uso na exploração espacial: ele pode detectar movimentos do solo menores que o tamanho de um único átomo de hidrogênio. Um cilindro grosso com cerca de 14 centímetros de diâmetro, que mede o movimento para cima e para baixo usando um pêndulo preso por uma mola. Foi originalmente construído como um instrumento de substituição de emergência (um “sobressalente de voo”) para o InSight pela agência espacial francesa, CNES (Centre National d’Études Spatiales).
Philippe Lognonné, do Institut de Physique du Globe de Paris, o investigador principal do sismômetro da InSight, é co-investigador do FSS e líder do instrumento VBB. “Aprendemos muito sobre Marte com este instrumento e agora estamos entusiasmados com a oportunidade de direcionar essa experiência para os mistérios da Lua”, disse ele.
O sismógrafo menor da suíte, denominado sensor de curto período, ou SP, foi construído pela Kinemetrics em Pasadena, Califórnia, em colaboração com a Universidade de Oxford e o Imperial College de Londres. O dispositivo em forma de disco mede o movimento em três direções usando sensores gravados em um trio de chips quadrados de silício, cada um com cerca de 25 milímetros de largura.
Montado e testado
A carga útil do FSS foi reunida no JPL no ano passado. Nas últimas semanas, ele sobreviveu a rigorosos testes ambientais no vácuo e em temperaturas extremas que simulam o espaço, além de fortes tremores que imitam o movimento do foguete durante o lançamento.
“A equipa do JPL está entusiasmada desde o início por irmos à Lua com os nossos colegas franceses,” disse Ed Miller do JPL, gestor do projeto FSS e, tal como Panning e Lognonné, um veterano da missão InSight. “Fomos juntos a Marte e agora poderemos olhar para a Lua e saber que construímos algo lá em cima. Isso nos deixará muito orgulhosos.”
Mais sobre a missão
Uma divisão da Caltech em Pasadena, Califórnia, o JPL gerencia, projetou, montou e testou o Farside Seismic Suite. A agência espacial francesa, CNES (Centre National d’Études Spatiales) e IPGP (Institut de Physique du Globe de Paris) forneceram o sismógrafo Very Broadband da suíte com o apoio da Université Paris Cité e do CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique). O Imperial College de Londres e a Universidade de Oxford colaboraram para fornecer o sensor de curto período, gerenciado pela Kinemetrics em Pasadena. A Universidade de Michigan forneceu o computador de vôo, a eletrônica de potência e o software associado.
Uma seleção do PRISM (Cargas Úteis e Investigações de Pesquisa na Superfície da Lua) da NASA, o FSS é financiado pelo Escritório de Estratégia e Integração Científica de Exploração dentro da Diretoria de Missões Científicas da agência. O Escritório do Programa de Missões Planetárias do Marshall Space Flight Center da NASA fornece gerenciamento do programa. O FSS pousará na Lua como parte de uma próxima entrega lunar sob a iniciativa CLPS (Commercial Lunar Payload Services) da NASA.