La NASA n'a pas mesuré les tremblements de lune depuis que les astronautes d'Apollo ont déployé une poignée de stations de mesure à divers endroits sur la surface lunaire et ont découvert de manière inattendue que le seul satellite naturel de la Terre était loin d'être sismiquement inactif.

Si Terry Hurford, géophysicien au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, a sa manière, une nouvelle génération, Le sismomètre très robuste qu'il développe actuellement avec son partenaire de l'Université d'État de l'Arizona sera l'une des nouvelles technologies et systèmes innovants que la NASA utilise pour explorer la Lune plus en détail dans le cadre de son programme Artemis. Appelé l'expérience d'investigation et de surveillance lunaires souterraines, ou SUBLIME, les données du système ne cartographieront pas seulement l'intérieur de la Lune, de son régolithe à son noyau, mais aussi alerter les astronautes des événements sismiques.

Développement et avancement de l'instrumentation lunaire de la NASA, ou DALI, soutient l'effort.

Compréhension rudimentaire

Avant Apollon, les scientifiques n'étaient pas au courant du tremblement de la Lune. De 1969 à 1977, instruments déployés dans le cadre de l'Apollo Lunar Surface Experiment Package de la NASA, ou ALSEP, enregistré 12, 000 événements sismiques, y compris les impacts de météores et les tremblements de lune profonds et peu profonds, dont les intensités allaient de moins de trois à cinq. En 1977, La NASA a éteint le réseau ALSEP. Bien que les scientifiques exploitent toujours les données ALSEP, "notre compréhension de l'intérieur de la Lune reste rudimentaire et limitée, " a déclaré Hurford.

En savoir plus sur la structure interne de la Lune et fournir un système d'alerte précoce aux astronautes, donc, sont une priorité élevée. "L'un des instruments clés serait un sismomètre, " en particulier un qui est facilement déployable, robuste, et relativement peu coûteux à construire - des critères de performance que SUBLIME est censé satisfaire, il ajouta.

Hurford et son équipe conçoivent spécifiquement SUBLIME afin que tout système d'atterrisseur ou de rover de la NASA ou commercial puisse le déployer, quel que soit le terrain et la durée de la mission. L'objectif à long terme est d'établir un réseau de stations sismiques.

Déjà relativement mature en raison des investissements passés de plusieurs programmes de développement technologique de la NASA ainsi que du programme de recherche et développement interne de Goddard (IRAD), le SUBLIME d'orientation devrait être presque prêt à être déployé une fois que son financement DALI se terminera dans trois ans. Cinq autres équipes impliquant des experts Goddard ont reçu un financement DALI pour faire avancer d'autres instruments, assurant que le centre a un rôle à jouer dans la prochaine ère d'exploration de l'agence.

Améliorations du système

SUBLIME offre des améliorations par rapport aux autres systèmes, dit Hurford. "Il y a eu plusieurs efforts pour construire des sismomètres planétaires après le déploiement complet du réseau lunaire Apollo, " dit-il. La NASA les a finalement fait voler sur la mission Mars Viking, Vénus Venera 13 et 14 missions, et maintenant la mission Mars InSight, la première mission de l'agence dédiée à la recherche sous la surface martienne.

Les instruments de l'ère Apollo étaient sensibles à l'inclinaison; donc, les astronautes devaient les positionner. Et tandis que l'instrument Mars InSight est le sismomètre planétaire le plus performant à ce jour, son système de capteurs est très grand. Un bras robotique complexe doit déployer l'instrument.

SUBLIME est basé sur le transducteur électronique moléculaire, ou MET, une technologie Arizona State University contribue à l'effort. Utilisé en sismologie terrestre, MET repose sur un fluide qui répond aux accélérations sismiques. Le fluide s'écoule à travers un élément de détection qui génère un courant mesurable, qui fournit des données de mouvement du sol très précises.

La beauté de la technologie MET est qu'elle est robuste et facilement déployable. L'unité SUBLIME comprendra trois capteurs qui sont orientés dans des directions différentes à l'intérieur du boîtier de l'instrument. Si le paquet culbute et finit sur le côté, par exemple, l'orientation ne diminuera pas la capacité de SUBLIME à collecter des données et à localiser la source de l'activité sismique. En d'autres termes, l'ensemble d'instruments n'a pas besoin d'être positionné avec précision pour faire son travail. En outre, il n'a pas de pièces mobiles et est facile à fabriquer, dit Hurford.

Les technologues de Goddard ont aidé à améliorer la conception du capteur pour inclure des joints supplémentaires et une meilleure façon de monter les capteurs, Hurford a dit, ajoutant que l'objectif du prix DALI est d'augmenter la préparation technologique du capteur afin qu'il soit proposé en toute confiance pour le vol.

Mais la contribution la plus importante du centre est l'électronique de lecture, qui disposent d'un avancé, circuit intégré spécifique à l'application durci aux radiations, ou ASIC, qui minimise les exigences de masse et de puissance de l'instrument. Développé par le technologue Gerard Quilligan sous plusieurs prix IRAD, l'ASIC fournit toutes les fonctions d'entretien et convertit le courant détecté par le capteur MET en une lecture de tension, puis le numérise.

Histoire de l'IRAD

"Cette puce a beaucoup d'histoire dans les prix IRAD passés, " Hurford a déclaré. "Le capteur est vital, mais ce n'est pas un instrument tant que vous n'avez pas tout assemblé. »

En tant que sismomètre de première génération, SUBLIME sera probablement utilisé initialement sur des déploiements de courte durée. Mais c'est du design, qui pourrait être adapté pour une utilisation sur d'autres planètes et lunes en raison de sa robustesse et de sa sensibilité, permet les déploiements à long terme nécessaires pour créer un réseau de stations de surveillance.

"Un jour, Je veux détecter une activité sismique sur Europa, et SUBLIME est le premier petit pas vers cet objectif, " a déclaré Hurford.