在月球上，几乎没有什么能经受住入夜后的严寒——每月长达两周的黑暗中，气温可降至零下330华氏度。

随着越来越多的国家和私营航天公司尝试无人登月，月球探索的危险已备受关注。即便机器人任务成功着陆，也面临另一个重大威胁：月球夜晚的严寒。几乎没有着陆器或月球车能在熬过极度深寒后重新启动。在极低温下，焊接的金属接头会失效，电池会耗尽。

在NASA努力让宇航员重返月球的过程中，这种恶劣环境是一个真正的挑战——尤其是前往南极，那里拥有太阳系中最冷的地方之一——但并非无法克服。

在马里兰州的戈达德太空飞行中心，一个工程师团队正在热真空室里测试一件设备，以全面检验其性能。该真空室的温度在300华氏度到零下330华氏度之间切换。通过反复的冷热循环，测试模拟了月球南极阴影深处与阳光直射之间可能出现的真实温度剧烈波动。阿尔忒弥斯四号根据测试结果，月球环境监测站（LEMS）预计将成为首个熬过完整极夜的美国仪器，这是美国国家航空航天局（NASA）计划在这个环境恶劣的地区建造长期月球基地的一个里程碑。

“据我们所知，没有人，也没有美国载荷，曾声称自己在月球南极的月夜中幸存下来并继续正常工作，”LEMS的首席系统工程师萨曼莎·希克斯说。“我们有望成为第一个做到这一点的美国载荷。”

LEMS设备是NASA月球雄心的关键硬件之一，它将持续追踪月球地面的震动长达两年。这个手提箱大小的设备将日夜监听月震和小行星撞击——不仅是在月球南极，而是覆盖整个月球。

也许令人惊讶的是，月球仍然存在地震活动，尽管它没有像地球那样的板块构造，LEMS联合研究员兼部署负责人娜奥玛·麦考尔说。50多年前的阿波罗任务曾在月球上放置过类似的地震仪，记录到了深浅层月震、热事件和陨石撞击。但她说，那些上世纪中叶的仪器在1977年关闭，它们提供的关于月球地壳和地幔活动的信息并不完整。

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更多的数据对于NASA安全建立月球前哨站以供人类居住和工作至关重要，尤其是如果极地地区的震动比预期的更频繁或更强烈的话。

“关于月球内部，我们还有很多不了解的地方，因为我们只有来自近侧的观测数据，”麦考尔说，他指的是月球面向地球的半球，所有阿波罗任务都降落在那里。

几十年来，许多遥远的太空任务都依靠小型核热源保持温暖，这些热源在衰变时缓慢释放能量。这些系统功能强大，但依赖稀缺燃料。此外，它们还增加了成本、复杂性和安全审查。如果这件小型设备能够仅依靠阳光、电池和隔热材料度过月球夜晚，NASA未来就可以复制这一模式，制造更快、更简单的月面设备。

要安装LEMS，宇航员需要将盒子安放在一条沟槽中，并在附近钻出圆柱形孔洞，以便将两个传感器埋入地下。工程师们将这66磅重的盒子设计得可以让一个人携带。如果这个负载听起来仍然太重，请记住，月球上所有物体的重量感觉都比地球上轻六分之一。

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在确保系统对准正确方向后，宇航员调好之后就不用管了，麦考尔说。一个团队在中佛罗里达大学的一间堆满人造月壤的房间里演练了部署该设备的过程，确保操作起来就几步就行。

“我们会拨三个开关，然后撤了，”麦考尔说。

虽然箱体外面被晒得滚烫、冻得冰凉，但最重要的内部部件——电池、自主计算机和其他电子设备——温度保持在约零下22华氏度到零上86华氏度之间。工程师们说，内部温度能控制在这个更窄的范围内，这样设备外壳再遭罪，内部也能一直正常工作。

维持这种恒定内部温度的关键是一种先进的隔热保温毯。这种特殊材料是科罗拉多州的Quest Thermal Group为NASA研发的，被称为集成多层隔热材料（IMLI）。NASA还与合作伙伴合作，调整了锂电池的充电方法，让它在极寒环境里也能扛住。

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希克斯表示：“锂离子电池绝对不喜欢低于零下30摄氏度的环境，那时就开始出现锂离子沉积。”他指的是当电池无法再吸收携带能量的化学物质时出现的问题。“关键就是能否撑过月夜、应对最坏情况。”

随着阿尔忒弥斯发射计划最近的调整，美国国家航空航天局开始重新制定即将进行的登月任务的总体计划。NASA会先确定飞船上所有物品的官方清单，再决定是否将LEMS货物搭载在阿尔忒弥斯四号上。接下来几个月，团队将完成剩下的测试计划。