Misi Lunar Flashlight: Memindai Kutub Selatan Bulan untuk Es Air
Ketika penduduk komunitas permanen di Bulan minum segelas air segar yang dibawa dari kutub selatan Bulan, mereka akan menikmati manfaat dari pesawat ruang angkasa 30 pound yang dikenal sebagai Lunar Flashlight yang dirangkaikan dan diuji di Georgia Institute of Technology (Georgia Tech). Lunar Flashlight akan menggunakan laser canggih dan spektrometer papan untuk mencari area berlindung di kerterusan di kutub selatan untuk bukti es permukaan. Misi NASA sebelumnya telah menunjukkan bahwa Bulan mungkin memiliki air beku di area-area ini, dan dengan orbitasi dekat permukaan, pesawat ruang angkasa akan dapat mengidentifikasi lokasi yang mungkin layak untuk dijelajahi oleh misi mendatang.
Lunar Flashlight dikembangkan oleh tim dari NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL), NASA's Goddard Space Flight Center (GSFC), Universitas California, Los Angeles (UCLA), Georgia Tech, dan NASA's Marshall Space Flight Center (MSFC).
Peneliti di School of Aerospace Engineering Georgia Tech bekerja sama dengan MSFC untuk mengembangkan sistem propulsasi pesawat ruang angkasa – teknologi baru yang menggunakan bahan bakar ramah lingkungan yang ditingkatkan – dan bekerja sama dengan Georgia Tech Research Institute (GTRI) untuk merangkaikan dan menguji Lunar Flashlight dalam serangkaian fasilitas unik di Atlanta.
Di luar studi es Bulan, Lunar Flashlight akan menunjukkan bahwa pesawat ruang angkasa kecil dapat memiliki kemampuan besar. Ini akan menjadi CubeSat pertama yang menggunakan sistem propulsasi monopropelan hijau untuk penyerapan orbit di Bulan – dan untuk mengubah posisi untuk menargetkan instrumennya, mengirim data kembali ke Bumi, dan mengumpulkan sinar matahari untuk daya operasinya. CubeSat, yang berukuran sekitar komputer desktop, juga akan menjadi pertama yang menggunakan spektroskopi laser aktif untuk menjelajahi permukaan Bulan.
Sampai sekarang, CubeSat – bernama karena penggunaan modul kubus standar – sebagian besar mengambil tugas di orbit Bumi dan tidak membutuhkan sistem propulsasi yang kuat. Lunar Flashlight akan membantu menunjukkan kemampuan pesawat ruang angkasa kecil dan relatif murah untuk menangani misi antarik penting yang sebelumnya disediakan untuk kendaraan yang lebih besar.
Lunar Flashlight membawa empat laser inframerah dekat canggih yang beroperasi pada panjang gelombang berbeda dalam spektrum inframerah dekat. Laser akan diarahkan ke area berlindung di kerterusan dan akan beroperasi secara berurutan untuk menerangi lokasi di mana es mungkin telah ditinggalkan dan dilindungi dari pelerapan. Air dalam bentuk es akan menyerap cahaya laser, sementara tanah Bulan kering – dikenal sebagai regolit – akan memantulkan sinar balik ke spektrometer pesawat ruang angkasa.
“Dengan mempelajari cahaya yang dikembalikan, sistem akan memberitahu kami apakah es air ada di area-area yang selalu terbayangi,” kata Jud Ready, insinyur peneliti utama di GTRI dan penyelidik utama proyek Lunar Flashlight di Georgia Tech. Tim ilmuwan Lunar Flashlight akan menafsirkan pengukuran CubeSat bersama dengan kumpulan data yang dikumpulkan oleh pesawat ruang angkasa lain untuk lebih memahami keberlimpahan dan distribusi deposit es Bulan.
Laser akan didayakan oleh baterai lithium-ion besar yang akan diisi daya oleh empat panel surya pada pesawat ruang angkasa. Laser, spektrometer, dan baterai mengambil sekitar satu separtiga volume total Lunar Flashlight.
Data dari pencarian es akan dikirim ke Jaringan Ruang Dalam NASA oleh transmiter radio yang mirip dengan yang digunakan dalam misi NASA lainnya. Radio juga akan menerima perintah yang dikirim ke pesawat ruang angkasa dari pengontrol di Bumi; karena waktu yang diperlukan untuk sinyal ditransmisikan ke Bulan, perintah akan disimpan dan dilakukan pada waktu tertentu. Data akan masuk ke pusat kontrol operasi misi Georgia Tech, yang terletak di School of Aerospace Engineering, dan diteruskan ke UCLA untuk analisis dan pengarsipan di NASA Planetary Data System. Pengontrol pesawat ruang angkasa di Georgia Tech akan memantau sinyal untuk memastikan Lunar Flashlight beroperasi sesuai dengan yang dimaksudkan.
Tujuan Lunar Flashlight adalah untuk mengatasi salah satu Strategic Knowledge Gaps NASA: memahami komposisi, kuantitas, distribusi, dan bentuk air dan ion air – seperti hidroksil (OH) – di titik dingin Bulan yang dikenal sebagai “cold traps.” Orbiter Bulan NASA sebelumnya dan misi lain telah mendeteksi potensi deposit es air di lintang tinggi di Bulan. Lunar Flashlight akan memetakan beberapa deposit tersebut dengan resolusi spasial satu hingga dua kilometer, memberikan detail yang jauh lebih banyak daripada misi sebelumnya. Di luar konfirmasi keberadaan air beku, Lunar Flashlight akan memberikan informasi yang mungkin membantu menentukan di mana misi mendatang mungkin mendarat untuk mengambil sampel air dan mengevaluasi potensi penggunaannya oleh manusia.
Menggunakan sumber daya air Bulan sendiri untuk mendukung kehidupan manusia dan menghasilkan bahan bakar dapat mengurangi biaya pemeliharaan komunitas lunar permanen dengan mengurangi sejumlah materi yang perlu diluncurkan dari Bumi. Selain air, NASA berharap menggunakan materi lunar untuk membuat oksigen dan bahan bakar untuk meluncurkan penerbangan pulang.
