Лунная ночь — одно из самых суровых испытаний для техники. В условиях, когда температура опускается до −330 градусов по Фаренгейту (−201 градус Цельсия) на протяжении двух недель, даже самые современные роботизированные аппараты зачастую выходят из строя. Экстремальный холод провоцирует разрушение паяных соединений и приводит к необратимому отказу аккумуляторных батарей.
Для NASA вопрос выживания электроники в таких условиях стал критически важным в рамках программы по возвращению астронавтов на естественный спутник Земли. Особое внимание уделяется южному полюсу Луны, где фиксируются минимальные температуры во всей Солнечной системе.
Испытания в Центре Годдарда
Инженеры Центра космических полетов Годдарда в Мэриленде проводят серию жестких тестов оборудования в термовакуумных камерах. Устройства подвергаются многократным циклам перепада температур от +300 до −330 градусов по Фаренгейту. Подобные условия имитируют резкую смену освещенности на южном полюсе, где посадка миссии Artemis IV запланирована на 2028 год.
Фото: NASA / UCF / University of Arizona
Система LEMS: готовность к холодам
Ожидается, что станция Lunar Environment Monitoring Station (LEMS) станет первым американским прибором, способным пережить полноценную лунную ночь в полярных условиях и остаться в рабочем состоянии. Ведущий инженер проекта Саманта Хикс подчеркивает: до этого момента ни одна американская полезная нагрузка не демонстрировала способность полноценно функционировать после воздействия столь низких температур.
LEMS представляет собой автономный сейсмический комплекс, задача которого — регистрация сейсмических толчков и ударов метеоритов на протяжении двух лет. Собранные данные позволят ученым лучше понять внутреннее устройство Луны, дополнив информацию, полученную еще в эпоху программы Apollo.
Сейсмическая активность Луны
Как отмечает соисследователь проекта Наома Маккол, Луна остается сейсмически активным телом, несмотря на отсутствие тектонических плит. Ранее установленные в 1970-х годах приборы зафиксировали глубокие и поверхностные толчки, а также термические события, однако они прекратили передачу данных в 1977 году, из-за чего картина внутренней структуры спутника осталась неполной.
Технологии выживания
Чтобы обеспечить работоспособность электроники, инженеры сделали ставку на комбинацию тепловой изоляции и интеллектуального управления питанием. Внутренние компоненты станции LEMS должны поддерживаться в диапазоне от −22 до +86 градусов по Фаренгейту, даже когда внешний корпус подвергается экстремальному вымораживанию.
- Integrated MultiLayer Insulation (IMLI): многослойная теплоизоляция, разработанная специально для удержания тепла внутри прибора.
- Адаптивное питание: инженеры пересмотрели алгоритмы зарядки литий-ионных батарей, чтобы предотвратить деградацию аккумуляторов, связанную с риском литиевого осаждения при глубоком охлаждении.
Установка системы на поверхности потребует участия астронавтов — прибор необходимо частично заглубить в грунт. После запуска LEMS перейдет в автономный режим, закладывая основу для постоянной сейсмической сети будущей лунной базы.
