Już za kilka dni w kierunku Księżyca poleci kolejny amerykański lądownik. Tym razem będzie to lądownik Nova-C firmy Intuitive Machines. W ramach misji IM-1 będzie musiał on dostarczyć dla NASA ładunek na powierzchnię Księżyca w ramach misji programu CLPS. Na chwilę przed lądowaniem, na pokładzie lądownika uruchomione zostaną cztery miniaturowe kamery, które natychmiast rozpoczną fotografowanie powierzchni Księżyca, starając się uchwycić zmiany powierzchni pod wpływem interakcji ze strumieniem odrzutowym silników samego lądownika.
Opracowane w Centrum Badawczym Langley w Hampton w Wirginii, kamery stereoskopowe do badań interakcji powierzchnia-strumień (Stereo Cameras for Lunar Plume-Surface Studies, SCALPSS) to zestaw kamer rozmieszczonych wokół podstawy lądownika księżycowego w celu rejestrowania zdjęć powierzchni podczas opadania i po jego zakończeniu. Korzystając z techniki zwanej fotogrametrią stereo, badacze z Langley wykorzystają nakładające się obrazy z wersji kamer SCALPSS na Nova-C – SCALPSS 1.0 – do stworzenia trójwymiarowego widoku powierzchni.
Te zdjęcia powierzchni Księżyca nie będą jedynie „czymś nowym”. W miarę wzrostu liczby wypraw na Księżyc i liczby ładunków lądujących blisko siebie naukowcy i inżynierowie muszą być w stanie dokładnie przewidzieć skutki lądowań.
Jak bardzo zmienia się powierzchnia? Co dzieje się z regolitem na powierzchni Księżyca podczas zbliżania się do niego lądownika? Biorąc pod uwagę ograniczoną liczbę danych zebranych dotychczas podczas opadania i lądowania, SCALPSS będzie pierwszym dedykowanym instrumentem do pomiaru interakcji strumienia wyrzucanego z silników lądownika z powierzchnią Księżyca w czasie rzeczywistym i pomoże odpowiedzieć na te pytania.
„Jeśli będziemy umieszczać różne rzeczy – lądowniki, bazy księżycowe itp. – blisko siebie na powierzchni Księżyca, to każde lądowanie może wyrzucać w kierunku już istniejącego ładunku olbrzymie ilości regolitu. Ochrona przed takim regolitem automatycznie będzie oznaczała wyższą masę wszystkich obiektów w otoczeniu miejsca lądowania, a wyższa masa z pewnością wpłynie na całą architekturę misji kosmicznych” – przekonuje Michelle Munk, główna badaczka programu SCALPSS.
W ramach programu Artemis NASA zamierza współpracować z partnerami komercyjnymi i międzynarodowymi w celu zapewnienia pierwszej długoterminowej obecności na Księżycu. W ramach inicjatywy Commercial Lunar Payload Services (CLPS) SCALPSS 1.0 koncentruje się wyłącznie na tym, jak lądownik zmienia powierzchnię Księżyca podczas lądowania. Rozpocznie rejestrowanie zdjęć jeszcze przed momentem, w którym pióropusz lądownika zacznie wchodzić w interakcję z powierzchnią, aż do zakończenia lądowania.
Ostateczne zdjęcia zostaną zgromadzone w małej pokładowej jednostce do przechowywania danych, zanim zostaną przesłane do lądownika w celu przesłania ich na Ziemię podczas zaplanowanej sesji komunikacji. Zespół prawdopodobnie będzie potrzebował co najmniej kilku miesięcy na przetworzenie zdjęć, weryfikację danych i wygenerowanie cyfrowych map wysokości powierzchni 3D. Naukowcy spodziewają się, że zagłębienie w terenie wywołane lądowaniem i sfotografowane przez SCALPSS nie będzie zbyt duże – w każdym razie nie tym razem. Zdjęcia z programu Apollo, w którym lądowniki z załogą były znacznie większe niż obecne lądowniki bezzałogowe, także nie pokazują przesadnie głębokich śladów po lądowaniu. Naukowcy zatem spodziewają się zagłębienia rzędu kilku centymetrów. Wiele zależy także od miejsca lądowania, grubości warstwy regolitu itd.
Jest to jednak doskonała szansa dla badaczy, aby przekonać się, jak dobrze SCALPSS będzie działać, gdy Stany Zjednoczone wkroczą w przyszłość, w której statki kosmiczne klasy systemy HLS zaczną faktycznie lądować na Księżycu. Jakby nie patrzeć, lądownik Starship lądujący z załogą, będzie już znacznie większy od lądowników księżycowych z programu Apollo. Tym samym jego silniki będą w stanie już zrobić sporą dziurę w regolicie.
Lot SCALPSS 1.1, który będzie wyposażony w dwie dodatkowe kamery, zaplanowano na jeszcze w tym roku w ramach innej dostawy CLPS – Blue Ghost firmy Firefly Aerospace. Dodatkowe kamery są zoptymalizowane pod kątem wykonywania zdjęć z większej wysokości, przed spodziewanym początkiem interakcji strumienia z silników z powierzchnią, i zapewniają dokładniejsze porównanie przed i po.
NASA współpracuje z kilkoma amerykańskimi firmami w zakresie dostarczania instrumentów naukowych i ładunków na powierzchnię Księżyca w ramach programu CLPS.