Scienza & Esplorazione

08/10/2024
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Una camera destinata alla Luna è diventata parte del kit degli astronauti durante l’ultimo training geologico PANGAEA dell’ESA a Lanzarote, Spagna.

Ingegneri, scienziati e astronauti hanno testato la Handheld Universal Lunar Camera (HULC) per migliorare il suo design in vista delle future missioni Artemis della NASA sulla superficie lunare. Il team internazionale ha esplorato nuove possibilità per la camera che gli astronauti utilizzeranno durante la missione Artemis III, come obiettivi teleobiettivi, impostazioni del flash e un oculare. La camera lunare di Artemis è costruita a partire da un modello Nikon modificato ed è dotata di una coperta termica sviluppata dalla NASA che la protegge dalla polvere e dalle temperature estreme, da meno 200 a 120 gradi Celsius, sulla superficie lunare. I pulsanti della camera sono stati riposizionati utilizzando un’impugnatura progettata dalla NASA per consentire una maneggevolezza più semplice da parte degli astronauti che indossano guanti spessi durante le passeggiate lunari. 

Formazione geologica per la Luna

Durante il training, Rosemary Coogan e Arnaud Prost dell’ESA, insieme a Norishige Kanai dell’agenzia spaziale giapponese JAXA, hanno testato le prestazioni della camera in scenari realistici simili a quelli lunari per l’esplorazione geologica.

Impostazioni lunari

Nuove ricerche basate sulle lezioni apprese dal programma Apollo hanno dimostrato che la percezione di distanze e pendenze da parte degli astronauti è alterata sulla superficie della Luna, influenzando il modo in cui interagiscono con il terreno. Ingrandire il paesaggio potrebbe guidare le decisioni su dove andare per primi. “Se l’equipaggio vuole vedere più lontano oltre il sito di atterraggio, un obiettivo teleobiettivo permetterebbe di scattare immagini di oggetti distanti e decidere quale direzione esplorare,” spiega Jeremy Myers, responsabile della camera HULC della NASA.

Obiettivi teleobiettivi per la Luna

Questa è stata la seconda volta che Jeremy ha partecipato a PANGAEA, ed è la prima volta che i tirocinanti hanno provato un obiettivo teleobiettivo da 200 mm con HULC. “La camera ha catturato un grande numero di dettagli da lontano, cosa che andrebbe oltre qualsiasi cosa fosse stata vista prima sulla Luna. Questo esperimento è stato un fantastico punto di partenza per valutare il livello di dettaglio che i futuri esploratori potrebbero ottenere dalla camera,” aggiunge. HULC sarà la prima camera mirrorless per uso a mano sulla superficie lunare e promette di fornire immagini nitide in condizioni di scarsa illuminazione. Il sito di atterraggio per Artemis III nel Polo Sud della Luna è vicino a crateri permanentemente in ombra.

Una camera lunare nel buio

Il team di PANGAEA ha scattato foto in pieno giorno, ma anche all’interno di caverne scure per simulare condizioni estreme per la fotografia lunare. “Abbiamo usato un flash per la prima volta in un tubo lavico con Norishige Kanai, che è stato sulla Stazione Spaziale Internazionale e conosceva le sfide di scattare foto durante le passeggiate spaziali,” afferma Jeremy. Un altro miglioramento considerato dal team di imaging Artemis della NASA è l’aggiunta di un oculare alla camera. Rosemary, Arnaud e Norishige hanno testato come funzionasse un oculare modificato rispetto allo schermo posteriore della camera, tenendo conto delle limitazioni nell’uso con una tuta spaziale.Il fattore umanoIl feedback degli astronauti è cruciale per sviluppare la migliore camera per il lavoro. “I commenti dei tirocinanti ci aiutano a perfezionare l’ergonomia e la ridondanza della camera per rendere le missioni il più produttive possibile,” aggiunge Jeremy.

Passeggiata lunare simulata con la camera Artemis

Rosemary Coogan ha lavorato con HULC durante le spedizioni geologiche a Lanzarote, dopo aver maneggiato la camera durante la sua formazione base per astronauti presso il sito dell’ESA nei Paesi Bassi nel 2023. All’inizio di quest’anno, la camera è stata parte di una passeggiata lunare simulata durante la missione JETT5 in Arizona, USA, con gli astronauti NASA Kate Rubins e Andre Douglas. L’equipaggio di Artemis III utilizzerà unità di addestramento della camera lunare per ulteriori test nel 2025.

Valore scientifico

PANGAEA prepara gli astronauti a diventare scienziati di campo efficaci. Catturare le migliori immagini sarà fondamentale per documentare le scoperte scientifiche durante le future missioni lunari. Jeremy ha esaminato la qualità delle immagini con alcuni dei migliori scienziati planetari d’Europa. “Il team di geologia era molto entusiasta dell’uso di obiettivi da 70 a 200 mm sul campo,” afferma.

Camera, strumenti, azione

“La camera ha catturato un gran numero di dettagli sia in aree in ombra che in aree altamente illuminate, un aspetto di fondamentale importanza sulla Luna, considerando l’alta variabilità delle condizioni di illuminazione sulla superficie lunare,” aggiunge il geologo planetario e istruttore PANGAEA Matteo Massironi. Durante le escursioni geologiche, gli astronauti hanno documentato la loro esplorazione utilizzando l’ESA Electronic Field Book, uno strumento che consente agli istruttori di geologia di PANGAEA di seguire e supportare l’equipaggio dalla sala scientifica. Quest’anno, HULC è stata integrata nel sistema, consentendo alla sala scientifica di visualizzare immagini della camera da remoto durante alcune operazioni.

Challenging lunar photography

Sviluppare una camera in grado di operare nell’ambiente lunare difficile non è semplice. La camera ha componenti elettrici modificati per minimizzare i problemi causati dalla radiazione.

Rosemary Coogan con la camera lunare

L’interruzione del segnale durante PANGAEA tra la camera e i team scientifici si è dimostrata una sfida utile nel ricreare problemi di larghezza di banda sulla Luna. Per affrontare le interruzioni, il team ha testato la capacità di trasmettere solo una selezione di immagini al controllo di terra. “Abbiamo passato molto tempo in laboratorio con la camera, riflettendo su quali potrebbero essere le sfide, ma è solo quando la testiamo in scenari realistici che possiamo ampliare la nostra prospettiva e migliorare il design. Ogni volta che collaboriamo con PANGAEA dell’ESA, otteniamo risultati che superano le nostre aspettative,” spiega Jeremy. “Alla fine della giornata, tutti noi vogliamo arrivare a creare il miglior prodotto: una camera spaziale che catturerà immagini straordinarie della Luna per l’umanità,” conclude. Per ulteriori scatti simili alla Luna, visita la galleria PANGAEA dell’ESA con prove della camera Artemis a Lanzarote, Spagna.