NASA sedang menguji sebuah perangkat kecil yang ditargetkan tetap hidup setelah melewati malam kutub Bulan. Jika berhasil, Lunar Environment Monitoring Station atau LEMS akan menjadi instrumen Amerika Serikat pertama yang diketahui mampu bertahan utuh dan tetap berfungsi setelah malam Bulan yang sangat panjang dan dingin.
Yang membuat pengujian ini menarik bukan hanya targetnya, tetapi juga cara perangkat itu dirancang untuk mencapainya. NASA ingin membuktikan bahwa alat permukaan Bulan tidak selalu harus bergantung pada sumber panas nuklir kecil untuk bertahan di lingkungan ekstrem.
Uji panas dan beku ekstrem di Maryland
LEMS saat ini menjalani pengujian di Goddard Space Flight Center, Maryland. Di sana, NASA menempatkannya dalam thermal vacuum chamber yang meniru kerasnya permukaan Bulan dengan siklus panas dan dingin ekstrem.
Ruang uji itu membawa LEMS dari 300 derajat Fahrenheit hingga minus 330 derajat Fahrenheit. Simulasi ini dibuat untuk meniru perubahan suhu yang bisa terjadi antara bayangan dalam dan sinar matahari penuh di kutub selatan Bulan.
Wilayah kutub selatan sendiri menjadi salah satu target utama misi Artemis. Lokasi itu bahkan dapat menjadi tempat pendaratan awak secepatnya pada Artemis IV.
Target yang belum pernah dicapai muatan Amerika
Menurut Samantha Hicks, kepala sistem untuk LEMS, belum ada muatan Amerika yang diketahui pernah melewati malam di kutub selatan Bulan dan tetap berfungsi. Karena itu, lolosnya uji ini akan menjadi pencapaian penting bagi NASA.
Bagi badan antariksa itu, data tambahan tentang Bulan masih sangat dibutuhkan untuk membangun pos yang aman bagi manusia. Salah satu kekhawatiran utamanya adalah kemungkinan wilayah kutub berguncang lebih sering atau lebih kuat dari perkiraan.
LEMS dirancang untuk membantu menjawab pertanyaan itu. Instrumen ini akan memberi gambaran yang lebih rinci soal kondisi permukaan Bulan yang harus dihadapi misi berawak di masa depan.
Kecil, tetapi membawa tugas besar
Ukuran LEMS kurang lebih seperti koper, tetapi fungsinya jauh lebih besar dari bentuknya. Alat ini ditujukan untuk memantau getaran tanah Bulan hingga dua tahun.
Selain itu, LEMS akan terus mendengar moonquake dan hantaman asteroid di seluruh permukaan Bulan, bukan hanya di kutub selatan. Naoma McCall, ko-investigator sekaligus lead deployment untuk LEMS, mengatakan Bulan tetap aktif secara seismik meski tidak memiliki tektonik lempeng seperti Bumi.
Misi Apollo lebih dari 50 tahun lalu pernah memasang seismometer serupa dan merekam gempa dalam, gempa dangkal, peristiwa termal, serta hantaman meteoroid. Namun, alat-alat itu berhenti bekerja pada 1977.
Catatan tersebut membuat LEMS punya arti strategis. NASA ingin melanjutkan pengamatan yang sempat terhenti sekaligus memperluasnya dengan instrumen yang bisa bertahan lebih lama di lingkungan ekstrem.
Isolasi cerdas jadi kunci utama
Bertahan di lingkungan kriogenik bukan perkara mudah. Sambungan logam yang disolder bisa mulai gagal, sementara baterai dapat mati saat suhu terlalu rendah.
Karena itulah, banyak misi luar angkasa selama ini mengandalkan sumber panas nuklir kecil yang melepaskan energi secara perlahan saat meluruh. Sistem seperti itu memang kuat, tetapi membutuhkan bahan bakar langka, biaya lebih besar, kompleksitas lebih tinggi, dan proses tinjauan keselamatan yang lebih berat.
NASA ingin membuktikan bahwa perangkat kecil bisa melewati malam Bulan hanya dengan sinar matahari, baterai, dan isolasi. Jika berhasil, pendekatan ini dapat menjadi model untuk perangkat permukaan yang lebih cepat dan lebih sederhana di masa depan.
Perlindungan termal menjadi inti dari strategi itu. Bagian luar LEMS boleh menghadapi panas dan beku ekstrem, tetapi komponen penting di dalamnya harus tetap berada di kisaran sekitar minus 22 hingga 86 derajat Fahrenheit.
Di dalamnya ada baterai, komputer otonom, dan elektronik lain yang menjaga instrumen tetap hidup. Kunci utamanya adalah Integrated MultiLayer Insulation atau IMLI, selimut termal canggih buatan Quest Thermal Group dari Colorado yang dikembangkan untuk NASA.
NASA juga bekerja dengan mitra untuk menyesuaikan cara pengisian baterai lithium-ion agar tahan pada dingin ekstrem. Hicks menjelaskan bahwa baterai lithium-ion sangat tidak suka berada di bawah minus 30 derajat Celsius karena mulai terjadi lithium-ion plating.
Dirancang agar mudah dipasang astronaut
Selain tahan lama, LEMS juga dibuat supaya pemasangannya sederhana. Astronaut akan menaruh kotak itu di sebuah parit lalu mengebor lubang silinder di dekatnya untuk mengubur dua sensor di bawah tanah.
Bobotnya 66 pon agar bisa dibawa satu orang, meski di Bulan beban itu terasa sekitar seperenam lebih ringan dibanding di Bumi. Setelah arah sistem dipastikan tepat, astronaut hanya perlu menyalakannya dan membiarkannya bekerja.
Tim juga sudah mempraktikkan pemasangan di University of Central Florida. Uji coba dilakukan di ruangan berisi tanah Bulan buatan agar langkah-langkah pemasangan tetap sederhana saat dijalankan di permukaan Bulan.
NASA kini menunggu daftar resmi perlengkapan untuk misi pendaratan berikutnya sebelum memutuskan apakah LEMS ikut terbang di Artemis IV. Sementara itu, tim masih melanjutkan sisa jadwal pengujian dalam beberapa bulan ke depan.
