Peta bulan NASA baru membantu pengembang merencanakan perjalanan ke bulan untuk misi Artemis VIPER

Seperti yang diketahui oleh setiap pelancong berpengalaman, peta yang bagus membantu mendapatkan hasil maksimal dari sebuah petualangan. Tidak berbeda dengan robot bulan pertama NASA, yang akan dikirim ke bulan pada akhir tahun 2023 untuk mencari es dan sumber daya lainnya di dalam dan di bawah permukaan bulan. Volatile Investigating Polar Exploration Rover, atau disingkat VIPER, adalah bagian dari program Artemis agensi. Tanpa panduan perjalanan bulan, perencana misi VIPER membuat peta elevasi digital resolusi tinggi baru dari permukaan bulan.

Jika dilengkapi dengan peta ini, rover akan berada dalam posisi yang lebih baik untuk melintasi bulan dengan aman dan efisien sambil mencari sumber daya di kutub bulan selatan. Es adalah sumber daya kepentingan ilmiah tertentu karena memiliki aplikasi ketika ditemukan di luar angkasa dan diubah menjadi sumber daya lain untuk bahan bakar eksplorasi tata surya kita seperti oksigen dan bahan bakar roket.

Berukuran sekitar satu meter, peta ini menawarkan model 3D petak besar medan di Kutub Selatan, menunjukkan kondisi cahaya dan suhu yang selalu berubah yang disebabkan oleh bayangan panjang yang menyapu lanskap.

Ilustrasi Volatiles Investigating Polar Exploration Rover (VIPER) NASA di permukaan bulan. Kredit foto: NASA Ames / Daniel Rutter

Pandangan dekat permukaan bulan ini tidak hanya mencegah rover dari ujung kawah yang curam, tetapi juga memberikan informasi penting kepada perencana misi untuk memastikan baterai bertenaga surya rover tetap terisi dan memandu rover ke lokasi hibernasi yang aman. saat berkomunikasi Pemadaman listrik selama operasi misi di Bumi.

“Kami mengirim VIPER ke salah satu lingkungan paling dinamis di bulan, dan penjelajah harus dapat menerima apa yang diberikan bulan,” kata Anthony Colaprete, ilmuwan proyek VIPER di Ames Research Center NASA di Silicon Valley, California. “Itulah mengapa kami membuat peta unik ini – dalam skala manusia – untuk membantu kami merencanakan rute dengan hati-hati untuk rover saat beroperasi dengan aman dan mengumpulkan ilmu pengetahuan terbaik.”

Peta tersebut telah mengungkapkan fitur baru yang menarik secara ilmiah di permukaan bulan, termasuk banyak “perangkap dingin mini” – ini adalah kantong teduh di permukaan bulan dengan diameter 2 hingga 5 meter – yang mungkin cukup dingin untuk mengumpulkan es. Perangkap dingin mikro ini menyediakan area untuk dijelajahi selain kawah yang jauh lebih dalam dan lebih tua yang menjadi fokus misi VIPER.

Pemandangan miring yang spektakuler dari tepi Kawah Shackleton di dekat kutub selatan bulan. Kawah ini memiliki diameter sekitar 21 kilometer. Meskipun tidak ada tempat di bulan yang tetap diterangi secara terus-menerus, tiga titik di tepinya bersama-sama tetap diterangi oleh matahari selama lebih dari 90 persen sepanjang tahun. Titik-titik ini dikelilingi oleh depresi topografi yang tidak pernah menerima sinar matahari, menciptakan perangkap dingin yang dapat menjebak es. Kamera sudut sempit di atas Lunar Reconnaissance Orbiter NASA mengambil foto ini pada 1 Agustus 2006. Kredit foto: NASA / GSFC / Arizona State University

“Dulu kami mengira air es hanya terkumpul di kawah gelap yang dalam di bulan,” kata Colaprete. “Tapi kami sekarang percaya bahwa bahkan kawah kecil dan gelap pun bisa cukup dingin untuk menahan molekul air. Perangkap dingin kecil ini jauh lebih umum daripada rekan-rekan mereka yang lebih besar, jadi memahami bagaimana mereka dapat menyimpan air adalah penting untuk menjawab pertanyaan yang lebih umum tentang bagaimana air berperilaku di bulan.

Untuk membuat peta ketinggian, tim Ames menggunakan perangkat lunak Stereo Pipeline sumber terbuka NASA dan kekuatan pemrosesan superkomputer Pleiades Ames untuk melapisi ribuan gambar satelit yang ditangkap oleh kamera di atas Lunar Reconnaissance Orbiter.

Insinyur menggabungkan alat canggih dan keahlian ini dengan fitur pemrosesan foto yang disebut fotoklinometri. Teknik ini, juga dikenal sebagai “Bentuk dari Bayangan”, menggabungkan sudut datang sinar matahari yang terkenal dengan tingkat keabuan dari banyak gambar dua dimensi untuk menyimpulkan bentuk tiga dimensi dari permukaan bulan. Model medan bulan yang dihasilkan memungkinkan para insinyur menghitung bagaimana cahaya dan bayangan bermain di permukaan pada titik waktu mana pun di masa lalu atau masa depan. Dengan bantuan model, mereka dapat, misalnya, memprediksi pencahayaan pada waktu dan tempat rover mendarat dan merencanakan pergerakan rover agar tetap berada di bawah sinar matahari dan menghindari bayangan.

Ilustrasi Volatiles Investigating Polar Exploration Rover (VIPER) NASA di permukaan bulan. Kredit foto: NASA Ames / Daniel Rutter

Dengan kondisi pencahayaan yang diketahui, tim dapat membuat peta suhu terperinci di berbagai medan, di permukaan dan sedikit lebih dalam dari 2,5 meter. Suhu dapat sangat bervariasi antara 400 derajat di bawah nol dan 170 derajat Fahrenheit, membuat permukaan bulan menjadi papan catur tempat yang berpotensi menjanjikan dan sangat tidak mungkin untuk menemukan es. Berbekal peta baru ini, tim dapat memilih tempat di mana mungkin ada es dan mengirim VIPER untuk mengambil sampel dan memeriksa apakah es muncul dan, jika demikian, seberapa stabilnya di bawah kondisi bulan yang berbeda.

“Peta resolusi tinggi ini benar-benar mengubah cara kita berpikir,” kata Kimberly Ennico Smith, asisten ilmuwan proyek untuk VIPER di Ames. “Kami mulai melihat betapa beragamnya kondisi tanah di Bulan, bahkan di daerah yang dulu kami pikir cukup seragam. Ini memungkinkan kami untuk melokalisasi lokasi pengeboran rover dengan lebih tepat dan mengumpulkan data ilmiah yang lebih baik lagi.”

Anggota tim VIPER, yang bertanggung jawab untuk menjaga agar rover tetap berjalan, sangat tertarik untuk melihat apa yang diharapkan rover dalam kehidupan sehari-hari – atau lebih tepatnya, menit demi menit.

“Bayangan bergerak di sekitar kutub selatan bulan dengan kecepatan yang hampir sama dengan penjelajah,” kata Mark Shirley, direktur perencanaan operasi misi di Ames. “Kita harus merencanakan ke depan untuk mencegah VIPER diambil alih oleh kegelapan – tidak ada banyak ruang untuk kesalahan.”