美國宇航局和能源部（DOE）正在合作開發一種科學儀器，該儀器將在月球遠端的夜間月球表面的惡劣的環境中生存，以嘗試對宇宙的黑暗時代進行首次測量。該儀器被命名為月球表面電磁學實驗--夜間（LuSEE-Night），是能源部布魯克海文國家實驗室、能源部科學辦公室、加州大學伯克利分校空間科學實驗室和美國航空航天局科學任務局之間的合作。
LuSEE-Night是了解月球無線電環境的探路者，並有可能首次看到我們宇宙歷史中一個先前未被觀察到的時代。這項合作進一步加強了美國宇航局和能源部之間的長期夥伴關係，以實現空間創新和探索。
黑暗時代是宇宙學研究的一個重要時代，因為它可以為我們宇宙的形成和演變提供新的見解。黑暗時代發生在宇宙起源後約38萬至4億年之間，被稱為大爆炸，是第一個發光的恆星和星系出現之前的一個時期。由於無線電波是我們能從黑暗時代測量到的唯一信號，LuSEE提供了一個機會來了解第一批非發光物質是如何演變成我們今天看到的主導可觀察宇宙的恆星和星系的。
商業登陸器將攜帶NASA提供的科學和技術載荷，包括LuSEE-Night到月球表面。資料來源：美國國家航空航天局
不幸的是，由於我們星球不透明的電離層和地球不斷用無線電波"污染"內太陽系的噪音，這些來自黑暗時代的重要無線電波信號不可能從地球表面測量。然而，由於月球沒有干擾電離層--並且由於月球的遠側不斷被屏蔽掉來自地球的有害無線電發射，以及在月夜裡的太陽--月球的遠側提供了一個獨特的環境，可以觀察到敏感的無線電天文學信號，這些信號在近地空間環境中的其他地方是無法得到的。LuSEE-Night將在未來的商業月球有效載荷服務（CLPS）飛行中被運送到月球的遠端，它將利用可部署的天線和無線電接收器，有可能首次觀察到這些來自黑暗時代的敏感無線電波。通過實際在月球表面並在正確的時間進行測量，一些外部的無線電干擾源將被消除，包括來自太陽、地球、木星和土星的無線電噪音。
"LuSEE-Night是一個迷人的實驗，它將使我們更接近於觀察我們以前從未能夠觀察到的東西--黑暗時代的信號，"能源部科學辦公室主任Asmeret Asefaw Berhe說。"通過這次合作，能源部和美國宇航局正在為未來幾十年成功探索黑暗時代的宇宙學創造條件。"
月球表面電磁學實驗，或LuSEE，將由空間科學實驗室建造，以研究月球表面的磁場和電場，以及它們如何與細小的灰塵顆粒相互作用。這些科學儀器將降落在月球的日光面，那裡的陽光將電子從原子中敲出，使灰塵靜電充電並懸浮起來。資料來源：加州大學伯克利分校圖片：Stuart Bale
然而，一個重大的挑戰將是讓儀器在月球遠端的月夜惡劣、寒冷和黑暗的環境中生存足夠長的時間，以收集並向地球發送數據。在月球的整個晝夜周期中，溫度在白天的250°F（120°C）和夜間的-280°F（-173°C）之間波動。這個溫度範圍不僅對採集和傳輸數據提出了巨大的挑戰，而且對保持儀器不被凍結和過早結束任務也提出了挑戰。因此，在月夜中生存的技術不僅對機器人活動至關重要，而且對在月球表面創造一個持續的人類存在也至關重要。
"LuSEE-Night將在14天月夜的低溫下運行，這時沒有陽光可供發電或供熱，"美國宇航局科學任務局負責勘探的副局長Joel Kearns說。"除了重要的潛在科學回報之外，LuSEE-Night月夜生存技術的演示對於從月球表面進行長期的、高度優先的科學調查至關重要。"
如果成功，LuSEE-Night將作為一個探路者，幫助為未來更大的儀器提供信息，以進一步測量這些本來無法檢測的無線電頻率，並幫助科學家更好地了解宇宙形成和演變的最早時期。
LuSEE-Night的項目負責人Stuart D. Bale說："這種測量非常具有挑戰性，來自銀河系的無線電發射非常明亮，而我們的黑暗時代信號就隱藏在它後面。"LuSEE-Night科學合作發言人Anže Slosar補充說："每當我們在宇宙學中打開一個新的頻率窗口時，我們就會揭開關於宇宙歷史和我們在其中的位置的新發現。"