Dovršava se teleskop za udaljenu stranu Mjeseca

Nacionalni laboratorij Brookhaven pri američkom Ministarstvu energetike (DOE) završio je fazu „glavnog dijela opreme“ za Lunar Surface Electromagnetics Experiment-Night (LuSEE-Night) radioteleskop na Mjesecu.

Ova faza projekta, koja je obuhvaćala cjelokupni dizajn teleskopa, kao i nabavu i izgradnju njegovih komponenti, bila je značajan pothvat. Znanstvenici, inženjeri i tehničari imali su zadatak razviti jedinstveni znanstveni instrument sa strogim i često konkurentnim ograničenjima mase i potrošnje energije za svaku komponentu. Uspješan završetak faze označava značajno znanstveno i inženjersko postignuće te i ključnu prekretnicu za cijeli projekt LuSEE-Night.

Kompleksni dizajn omogućuje teleskopu da preživi na zloglasno negostoljubivom mjestu, suprotnoj strani Mjeseca. Nazvano po tome što se ne može vidjeti sa Zemlje, ovo područje Mjeseca nalazi se u potpunom mraku 14 zemaljskih dana, nakon čega slijedi 14 dana brutalnog sunčevog svjetla. Bez atmosfere, temperature se kreću u rasponu od -137 do 137 stupnjeva Celzijusa, a nema zaštite od kozmičkog zračenja. To je opasno okruženje za preživljavanje znanstvene opreme, a malo je prethodnih misija uspjelo tamo raditi dulje od jednog lunarnog dana.

Ali u zamjenu za teške uvjete, postoji ogromna znanstvena prilika. Zahvaljujući vlastitoj masi Mjeseca, udaljena strana Mjeseca zaštićena je od radio smetnji koje dolaze sa Zemlje i Sunca. Daleka strana Mjeseca toliko je "tiha" da je glavno mjesto za slušanje šaputavih radiovalova, a time i povijesti svemira.

Kozmolozi posebno nastoje otkriti ono što je poznato kao „Signal mračnog doba“. Duboko u svemiru, radiovalovi se zadržavaju iz ranog razdoblja kozmološke povijesti koje je započelo oko 380.000 godina nakon Velikog praska. To je epoha u vremenu prije nego što su postojale zvijezde i planeti, a znanstvenici je nikada nisu mogli promatrati zbog obilja radio smetnji na Zemlji. Otkriće Signala mračnog doba moglo bi otkriti odgovore na neke od najvećih misterija svemira, poput prirode tamne energije ili samog nastanka svemira.

U srcu znanstvenog instrumentarija LuSEE-Nighta je njegov radio spektrometar, vrlo osjetljiv instrument koji je posebno izrađen u laboratoriju Brookhaven. Spektrometar pretvara sirove radio signale koje hvataju antene teleskopa u spektre za znanstvenu analizu. To će omogućiti LuSEE-Nightu da detektira niskofrekventne radiovalove i demonstrira izvedivost lunarne radioastronomije.

LuSEE-Nightov spektrometar može slušati cijeli radio pojas ranog svemira 100% vremena, što je kao da istovremeno slušate svaku radio stanicu. Drugi slični instrumenti ne mogu kontinuirano slušati i obrađivati, već hvataju samo oko 1% dostupnih informacija.

Tijekom brutalno vrućeg lunarnog dana, LuSEE-Night mora odbijati toplinu u vakuumskom okruženju. Zatim, tijekom opasno hladne lunarne noći, LuSEE-Night mora spriječiti smrzavanje bez vanjskog izvora topline. Pronalaženje materijala koji mogu izdržati ove uvjete jedan je problem, ali izgradnja znanstvenog eksperimenta koji ostaje operativan tijekom ovih uvjeta mnogo je teži izazov. Znanstvene operacije troše energiju, stvarajući više topline tijekom već sparnog lunarnog dana i oduzimajući energiju malom izvoru energije i topline teleskopa tijekom lunarne noći.

„Bio je to zaista izvrstan ples koji smo morali izvesti, kako bismo utvrdili kako se nositi s energijom koja nam je potrebna za prijenos znanosti i kapacitetom baterija koji nam je potreban samo da bismo ostali živi“, rekao je Paul O'Connor, znanstvenik instrumenata projekta LuSEE-Night, viši znanstvenik u Brookhavenu.

Kako bi ublažili ove polarno suprotne izazove, suradnja je uključila nekoliko komponenti koje rade u skladu kako bi teleskop radio na stabilnoj, odgovarajućoj temperaturi. Pod vodstvom SSL-a, tim je uključio toplinsku cijev koja prenosi toplinu s mjesta gdje se generira do toplinskog radijatora koji je okrenut prema hladnom svemiru. Također su uključili set termalnih prekidača, koji djeluju poput termostata.

LuSEE-Night trenutno prolazi završnu montažu u SSL-u, a ispitivanje utjecaja na okoliš planirano je za ljeto 2025. u Laboratoriju za svemirsku dinamiku Sveučilišta Utah State. Zatim će, do početka jeseni, teleskop biti poslan u Firefly Aerospace radi konačne integracije u lander Blue Ghost 2.

Kroz NASA-in program Commercial Lunar Payload Services, Firefly i NASA će odrediti konačni datum lansiranja, ali trenutno se predviđa da će se to dogoditi 2026. godine.