NASA sedang mencoba pendekatan yang jarang dipakai untuk peralatan Bulan: membuat instrumen tetap hidup semalaman hanya dengan sinar matahari, baterai, dan isolasi. Jika berhasil, Lunar Environment Monitoring Station atau LEMS akan menjadi perangkat Amerika pertama yang mampu melewati malam kutub Bulan tanpa mati di tengah suhu ekstrem.
Pengujian itu dilakukan di Goddard Space Flight Center, Maryland, dalam sebuah thermal vacuum chamber yang meniru kerasnya permukaan Bulan. Di ruang uji tersebut, LEMS harus menghadapi siklus panas dan dingin yang membawa kondisi dari 300 derajat Fahrenheit hingga minus 330 derajat Fahrenheit.
Target yang belum pernah dicapai
Bagi NASA, tantangannya bukan sekadar membuat alat bertahan, tetapi memastikan alat itu tetap berguna setelah malam panjang di wilayah kutub. Samantha Hicks, kepala sistem LEMS, mengatakan belum ada muatan Amerika yang diketahui pernah melewati malam di kutub selatan Bulan dan tetap berfungsi.
Itulah sebabnya keberhasilan LEMS dipandang penting. NASA membutuhkan data yang lebih lengkap untuk merancang pos bulan yang aman bagi manusia, terutama karena wilayah kutub masih menyimpan banyak ketidakpastian soal kondisi permukaan dan getaran tanahnya.
Mengapa kutub selatan jadi sorotan
Kutub selatan Bulan kini menjadi salah satu fokus utama misi Artemis. Lokasi itu bahkan disebut sebagai kandidat pendaratan awak secepatnya pada Artemis IV.
Di kawasan itu, perubahan suhu bisa sangat ekstrem karena perbedaan antara bayangan dalam dan sinar matahari penuh. Lingkungan seperti ini menjadi alasan utama NASA menguji apakah LEMS benar-benar sanggup bertahan melewati malam kutub penuh.
Alat kecil, tugas besar
LEMS dibuat seukuran koper, tetapi fungsi yang diusungnya jauh dari kecil. Instrumen ini akan memantau getaran tanah Bulan hingga dua tahun dan terus mendengar moonquake serta hantaman asteroid di seluruh permukaan Bulan, bukan hanya di kutub selatan.
Naoma McCall, ko-investigator sekaligus lead deployment untuk LEMS, menekankan bahwa Bulan tetap aktif secara seismik meski tidak memiliki tektonik lempeng seperti Bumi. Misi Apollo lebih dari 50 tahun lalu sempat memasang seismometer serupa dan merekam gempa dalam, gempa dangkal, peristiwa termal, serta hantaman meteoroid, tetapi alat-alat itu berhenti bekerja pada 1977.
Catatan itu membuat LEMS punya nilai strategis tersendiri. NASA ingin melanjutkan pengamatan yang sempat terhenti, lalu memperluasnya dengan perangkat yang bisa bertahan lebih lama di lingkungan yang jauh lebih keras.
Bagaimana alat ini bertahan di suhu ekstrem
Bertahan di lingkungan kriogenik bukan perkara mudah. Sambungan logam yang disolder bisa mulai gagal, sementara baterai dapat mati ketika suhu turun terlalu jauh.
Karena itu, banyak misi luar angkasa memakai sumber panas nuklir kecil yang melepaskan energi secara perlahan saat meluruh. Sistem seperti itu memang kuat, tetapi juga memerlukan bahan bakar langka, biaya lebih besar, kompleksitas tambahan, dan proses tinjauan keselamatan yang lebih rumit.
NASA justru ingin menunjukkan bahwa perangkat kecil masih bisa melewati malam Bulan tanpa bergantung pada sumber panas tersebut. Kuncinya ada pada kombinasi tenaga surya, baterai, dan isolasi yang dirancang cermat.
Lapisan perlindungan di dalam kotak
Walau bagian luar LEMS harus menahan panas dan dingin ekstrem, komponen di dalamnya harus tetap berada di kisaran sekitar minus 22 hingga 86 derajat Fahrenheit. Di dalam perangkat itu ada baterai, komputer otonom, dan elektronik lain yang menjaga instrumen tetap hidup.
Rahasia utamanya adalah Integrated MultiLayer Insulation atau IMLI. Selimut termal canggih ini dibuat oleh Quest Thermal Group, perusahaan berbasis Colorado, dan dikembangkan untuk NASA.
NASA juga bekerja dengan mitra untuk menyesuaikan cara pengisian baterai lithium-ion agar tahan pada dingin ekstrem. Hicks menjelaskan bahwa baterai lithium-ion sangat tidak suka berada di bawah minus 30 derajat Celsius karena mulai terjadi lithium-ion plating.
Dirancang mudah dipasang astronaut
Selain tahan lama, LEMS juga dibuat agar mudah ditempatkan di Bulan. Astronaut akan menaruh kotak itu di sebuah parit lalu mengebor lubang silinder di dekatnya untuk mengubur dua sensor di bawah tanah.
Bobotnya 66 pon sehingga bisa dibawa satu orang, meski di Bulan beban itu terasa sekitar seperenam lebih ringan dibanding di Bumi. Setelah arah sistem dipastikan tepat, astronaut hanya perlu menyalakannya dan membiarkannya bekerja.
Tim juga sudah mempraktikkan pemasangan di University of Central Florida. Uji coba dilakukan di ruangan berisi tanah Bulan buatan agar langkah-langkah pemasangan tetap sederhana saat dijalankan di permukaan Bulan.
NASA kini menunggu daftar resmi perlengkapan untuk misi pendaratan berikutnya sebelum memutuskan apakah LEMS ikut terbang di Artemis IV. Sementara itu, tim masih melanjutkan sisa jadwal pengujian dalam beberapa bulan ke depan.
