NASA, radyo gürültüsünün ay bilimi üzerindeki etkilerini inceleyecek

Şubat 2024’te Intuitive Machines’in IM-1 misyonu, NASA’nın Ticari Ay Yükü Hizmetleri (CLPS) girişiminin bir parçası olarak ayın Güney Kutup bölgesine başlayacak. Bu görev, CLPS’nin aya yapılacak bilimsel araştırmaların ve teknoloji gösterilerinin maliyetini düşürmeye ve bu on yılın ilerleyen dönemlerinde Artemis’in inişine hazırlık aşamasında bunları daha rutin hale getirmeye yönelik devam eden çabalarının bir parçası.

NASA tarafından sağlanan IM-1 gemisindeki araştırmalar arasında, ayın yüzey ortamını radyo frekanslarında gözlemlemek, yüzeye yakın doğal ve insan kaynaklı faaliyetlerin orada yürütülen bilimle nasıl etkileşime girdiğini ve bunlara nasıl müdahale edebileceğini belirlemek için tasarlanmış bir araç olacak.

Cihaz, Foto-Elektron Kılıfının Ay Yüzeyinde Radyo Dalgası Gözlemi (ROLSES) olarak adlandırılıyor ve ay yüzeyine yakın dinamik radyo enerjisi ortamını incelemek için tasarlandı. Intuitive Machines’in Nova-C iniş aracıyla fırlatılacak.

ROLSES enstrüman projesi, NASA’nın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nden Dr. Natchimuthuk “Nat” Gopalswamy tarafından yönetiliyor. Gopalswamy, ROLSES’in tasarımını çok basit bir sistem olarak tanımlıyor.

“Ay’da mevcut olan radyo emisyonlarını gözlemleyen dört antenimiz var [radio emissions are a type of light, or electromagnetic radiation, which have the longest wavelength, or distance between peaks in their energy waves]” dedi Gopalswamy. “Bu antenler çok uzun, yaklaşık 2,5 metre. Ancak fırlatma için yaklaşık 21 santimetre boyutunda küçük bir kutuya paketleniyorlar.”

ROLSES’in temel amacı, kozmik olayların yanı sıra Dünya üzerindeki insan faaliyetleri tarafından üretilen radyasyon çeşitliliğini hesaba katmak olacaktır. Gopalswamy, “Çeşitli radyo emisyonları var” dedi. “Bunlar, Ay yüzeyinde radyo paraziti üreten Dünya üzerindeki faaliyetleri de içeriyor. Ayrıca Jüpiter’den, Güneş’ten, hatta Samanyolu galaksimizden gelen doğal radyo emisyonlarımız var. Hatta Dünya’dan gelen bir emisyon bile var. aurora ile.”

İşin püf noktası, Gopalswamy’nin işaret ettiği gibi, bu tür radyo gürültüsünün her birinin, parmak izlerinin her kişi için benzersiz olmasına benzer şekilde, kendi dinamik spektral modelini üretmesidir.

“Her olayın spektrumu diğerlerinden farklı görünüyor” dedi. “Bu nedenle hangisinin Jüpiter’den, aun’dan veya galaksiden geldiğini, bunun çok düşük frekanslı arka plan radyasyonu olduğunu tespit etmek bizim için kolay.”

Radyo parazitinin bir başka kaynağı da aya inen aracın kendisi olacak.

Gopalswamy, “İniş araçlarının mekanizmaları, motorları ve benzeri şeyleri var; hepsi bir tür radyo emisyonu üretecek ve bu da spektrumda kaydedilecek” dedi. “Ve bunlar, bu özel konumda müdahalenin olduğunu gösteren farklı özellikler üretecek.”

Bilim insanları, bu tür parazitleri tanımlayarak, ROLSES gibi araçlardan dönen verileri analiz ederken oluşan gürültüyü elemek için çalışabilirler. Bu şekilde, doğal olmayan süreçlerin yarattığı “gürültü” yerine gerçek verilere odaklanabilirler.

Dört ROLSES anteni de iki farklı yüksekliğe monte edildi; bu, ölçüm almaya başladıklarında, ay yüzeyinden güneş ışığı tarafından fırlatılan negatif yüklü elektron bulutundaki değişiklikler ve bunun farklı yükseklikler arasında nasıl değiştiği hakkında bilgi sağlayabilecekleri anlamına geliyor.

Gopalswamy, “Bu şekilde yüzeyden uzaklığa bağlı olarak elektronların yoğunluğunu ölçebiliriz” dedi. “O zaman yüzeyden uzaklaştıkça elektron sayısının nasıl azaldığını görebiliriz.”

Kendisi, elektron bulutundan ve Dünya merkezli radyo vericilerinden gelen radyo frekansı girişiminin hesaba katılması gerekeceğinden, gelecekteki ay gözlemevlerinin tasarlanması ve inşa edilmesi zamanı geldiğinde bu bilginin önemli olacağını belirtiyor.

Bu radyo gözlemleri, Gopalswamy’nin ay ortamına ilişkin bilgi kütüphanesi dediği şeyin oluşturulmasına yardımcı olacak.

“Bu şekilde, bu enlemde, bu yükseklikte olup olmadığımızı, bu tür bir radyasyon ve emisyon geçmişine sahip olacağımızı bileceğiz ve donanımımızı buna göre tasarlayabileceğiz.” Bu, NASA’nın önümüzdeki on yılda ve sonrasında insanları aya geri döndürme ve sürdürülebilir, uzun vadeli bir varlık oluşturma misyonuna yardımcı olacak.

ROLSES ve IM-1, NASA tarafından sağlanan yüklerin ticari teslimatı yoluyla bir ay ekonomisi yaratma hedefiyle geliştirilen ajansın CLPS girişiminin bir parçası. CLPS ile, iniş araçlarının tasarlanması ve fırlatma araçlarının tedarik edilmesinden farklı büyüklük ve geçmişe sahip özel şirketler sorumludur; bu, NASA’nın çabalarını alet yüklerini tasarlamaya odaklamasına olanak tanır. Ajansın Artemis programı ayda bir insan varlığı oluşturduğunda, CLPS uçuşlarındaki araçlar tarafından toplanan veriler astronotların daha fazla ay bilimi yürütmesine yardımcı olacak.