La NASA busca información de la
industria estadounidense sobre el desarrollo de “Artemis Lander”.
En un paso importante
hacia el regreso de los astronautas a la superficie de la Luna bajo el programa
de exploración lunar de Artemis y la preparación para futuras misiones a Marte,
la NASA está buscando compañías estadounidenses interesadas en proporcionar un
sistema de aterrizaje humano integrado para poner a la primera mujer y al
próximo hombre en la luna para 2024.
Los estudios internos de
la agencia apuntan hacia un sistema de aterrizaje humano de tres etapas, pero
la NASA también está interesada en enfoques alternativos que puedan lograr los
mismos objetivos a largo plazo del acceso lunar global y un sistema de
aterrizaje reutilizable. El concepto de tres etapas incluye un elemento de
transferencia para el viaje desde el Gateway lunar a la órbita lunar
baja, un elemento de descenso para llevar a la tripulación a la superficie y
un elemento de ascenso para devolverlos a Gateway. Desde allí, abordarían Orion
para el viaje de 250,000 millas de regreso a la Tierra.
Representación artística de un vehículo de ascenso que
se separa de un vehículo de descenso y sale de la superficie lunar.
Créditos: NASA.
“El Gateway será nuestra
base de operaciones en la órbita lunar, es nuestro módulo de comando y servicio
para misiones a la superficie de la Luna. Al usarlo como un puerto para el
sistema de aterrizaje humano, su órbita alrededor de la Luna nos dará acceso a
toda la superficie lunar, y un lugar para restaurar y reabastecer el
combustible del sistema de aterrizaje ", dijo el Administrador de la NASA,
Jim Bridenstine. "Esto no es una hazaña pequeña, y construir un sistema de
aterrizaje del siglo XXI se lleva lo mejor de nuestros equipos gubernamentales
y del sector privado".
La primera parada en la
superficie lunar será la región del Polo Sur. Se cree que contiene hielo de
agua y es potencialmente rica en otros recursos, la región es un buen objetivo
para futuros aterrizajes humanos, y uno que la agencia ya ha estudiado en gran
medida con robots. Aunque lejos de los sitios de aterrizaje de Apolo, cerca del
ecuador lunar, el Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA ha recopilado
información precisa que ofrece detalles sobre la topografía, la temperatura y
las ubicaciones de la probable agua congelada del Polo Sur, una necesidad para
la exploración humana sostenible.
Si bien el hielo de agua
es importante para sostener la vida humana, tiene otras cualidades que también
sustentan la exploración lunar. A través de otras iniciativas, la agencia
también está estudiando las capacidades de reabastecimiento de combustible para
hacer reutilizable el sistema de aterrizaje y trabajando en tecnologías de
utilización de recursos in situ para hacer que los propulsores de cohetes
utilicen hielo de agua y regolito (puede definirse como aquella alfombra de
restos formados por materiales poco compactos de fragmentos rocosos y suelo,
todo ello cubriendo un fondo rocoso sólido.) de la Luna. Una vez que la capacidad de aprovechar los recursos
se vuelva viable, la NASA podría reabastecer de combustible los elementos del
módulo de aterrizaje lunar con los recursos propios de la Luna.
Los cráteres polares de la luna, en su zona oscura, se
mantienen como ambientes perfectos para conservar material como el agua.
La región del polo sur de
la Luna es el hogar de algunos de los entornos más extremos del sistema solar:
es inimaginablemente frío, está masivamente craterizado y tiene áreas que están
constantemente bañadas por la luz solar o en la oscuridad total. Esta es
precisamente la razón por la que la NASA quiere enviar astronautas allí en 2024
como parte de su programa Artemis.
Corrientes de meteoroides golpean la superficie de la
Luna. Créditos: Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA.
La característica más
atractiva de esta región sur de la Luna son los cráteres, algunos de los cuales
nunca ven la luz del día llegar a sus pisos. La razón de esto es el bajo ángulo
de la luz solar que golpea la superficie en los polos. Para una persona de pie
en el polo sur lunar, el Sol aparecería en el horizonte, iluminando la
superficie de lado y, por lo tanto, rozando principalmente los bordes de
algunos cráteres, dejando sus profundos interiores en la sombra.
Como resultado de la
oscuridad permanente, el Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) de la NASA ha
medido las temperaturas más frías del sistema solar dentro de estos cráteres,
que se han conocido como ambientes perfectos para conservar material como el
agua por eones. O eso creíamos.
Resulta que a pesar de que
la temperatura desciende a -388 grados Fahrenheit (-233 grados Celsius) y
presumiblemente puede mantener las heladas atrapadas en el suelo virtualmente
para siempre, el agua está escapando lentamente de la capa superior más delgada
(más delgada que el ancho de un glóbulo rojo) de la superficie de la luna.
Científicos de la NASA informaron este hallazgo recientemente en un artículo en
la revista Geophysical Research Letters.
"La gente piensa que
algunas áreas en estos cráteres polares atrapan agua y eso es todo", dijo
William M. Farrell , físico de plasma en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard
de la NASA en Greenbelt, Maryland, quien dirigió la investigación de las heladas
lunares. “Pero hay partículas de viento solar y meteoroides que golpean la
superficie, y pueden provocar reacciones que normalmente ocurren a temperaturas
de superficie más cálidas. Eso es algo que no se ha enfatizado ".
Un mapa de gravedad de aire libre de alta resolución
basado en datos devueltos por la misión del Laboratorio de Recuperación de la
Gravedad e Interior de la NASA, superpuesto en el terreno basado en el
altímetro Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA y los datos de la cámara. La
vista es hacia el sur, con el polo sur cerca del horizonte en la parte superior
izquierda. El terminador cruza el borde oriental de la cuenca de Schrödinger.
La gravedad se pinta en las áreas que están en o cerca del lado nocturno. El
rojo corresponde a los excesos de masa y el azul a los déficits de masa. Créditos:
Estudio de visualización científica de la NASA.
A diferencia de la Tierra,
con su atmósfera lujosa, la Luna no tiene atmósfera para proteger su
superficie. Entonces, cuando el Sol rocía partículas cargadas conocidas como el
viento solar en el sistema solar, algunas de ellas bombardean la superficie de
la Luna y levantan moléculas de agua que rebotan hacia nuevos lugares.
Del mismo modo, los
meteoroides se estrellan constantemente contra la superficie y arrancan el
suelo mezclado con trozos de agua congelada. Los meteoroides pueden arrojar
estas partículas del suelo, que son muchas veces más pequeñas que el ancho de
un cabello humano, a una distancia de 19 millas (30 kilómetros) del lugar del
impacto, dependiendo del tamaño del meteoroide. Las partículas pueden viajar
tan lejos porque la Luna tiene una baja gravedad y no hay aire para frenar las
cosas: "Entonces, cada vez que tienes uno de estos impactos, una capa muy
delgada de granos de hielo se extiende por la superficie, expuesta al calor de
la El sol y el entorno espacial, y eventualmente se sublimaron o perdieron
debido a otros procesos ambientales ", dijo Dana Hurley , científica
planetaria del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins
en Laurel, Maryland.
Si bien es importante
tener en cuenta que incluso en los cráteres sombreados el agua se está
filtrando lentamente, es posible que también se agregue agua, señalan los
autores del artículo. Los cometas helados que chocan contra la Luna, más el
viento solar, podrían reponerlo como parte de un ciclo global del agua; eso es
algo que los científicos están tratando de averiguar. Además, no está claro
cuánta agua hay. ¿Está sentado solo en la capa superior de la superficie de la
Luna o se extiende profundamente en la corteza de la Luna, se preguntan los
científicos?
De cualquier manera, la
capa superior de los pisos de cráteres polares se volverá a trabajar durante
miles de años, según los cálculos de Farrell, Hurley y su equipo. Por lo tanto,
los parches débiles de escarcha que los científicos han detectado en los polos
usando instrumentos como el instrumento LAMP del Proyecto de Mapeo Alfa Lyman
(LAMP) de LRO podrían tener solo 2,000 años de antigüedad, en lugar de millones
o miles de millones de años como algunos podrían esperar, estimó el equipo de
Farrell . "No podemos pensar en estos cráteres como puntos muertos de
hielo", señaló.
Para confirmar los
cálculos de su equipo, dijo Farrell, un futuro instrumento capaz de detectar
vapor de agua debería encontrar, por encima de la superficie de la Luna, de 1 a
10 moléculas de agua por centímetro cúbico que hayan sido liberadas por los
impactos.
Las buenas nuevas para la futura exploración lunar
Para la próxima campaña
científica y de exploración, la dispersión de partículas de agua podría ser una
gran noticia. Esto significa que es posible que los astronautas no tengan que
someterse a ellos mismos ni a sus instrumentos en el duro ambiente de los
suelos de cráteres a la sombra para encontrar un suelo rico en agua; podrían
encontrarlo en regiones soleadas cercanas.
Esta animación muestra evidencia de altas
concentraciones de hidrógeno en el polo sur de la Luna. En 1998, la misión de
la NASA Lunar Prospector identificó el hidrógeno en la Luna, que fue una
evidencia temprana de posibles depósitos de hielo. Como se puede ver en este
video, los datos de Prospector mostraron significativamente más hidrógeno
(mostrado en azul) en el polo sur de la Luna. Créditos: Estudio de
visualización científica del Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA.
"Esta investigación
nos dice que los meteoroides están haciendo parte del trabajo por nosotros y
transportando material desde los lugares más fríos a algunas de las regiones
fronterizas a las que los astronautas pueden acceder con un vehículo de
exploración solar", dijo Hurley. "También nos dice que lo que debemos
hacer es salir a la superficie de una de estas regiones y obtener información
de primera mano sobre lo que está sucediendo".
Llegar a la superficie
lunar facilitaría mucho la evaluación de cuánta agua hay en la Luna. Porque
identificar el agua desde lejos, particularmente en cráteres en sombra, es un
asunto delicado. La principal forma en que los científicos encuentran el agua
es a través de instrumentos de detección remota que pueden identificar de qué
elementos químicos están hechos las cosas según la luz que reflejan o absorben.
"Pero para eso, necesitas una fuente de luz", dijo Hurley. "Y,
por definición, estas regiones sombreadas permanentemente no tienen una
fuerte".
Entendiendo el ambiente del agua en la luna
Hasta que los astronautas
de la NASA regresen a la Luna para desenterrar un poco de tierra, o la agencia
envíe nuevos instrumentos cerca de la superficie que puedan detectar moléculas
de agua flotantes, la teoría del equipo de investigación sobre la influencia de
los meteoroides en el medio ambiente dentro de cráteres sombreados podría
ayudar a eliminar algunos de los misterios que rodean el agua de la luna. Ya ha
ayudado a los científicos a comprender si las aguas superficiales superiores
son nuevas o antiguas, o cómo pueden migrar alrededor de la Luna. Otra cosa que
los impactos de meteoroides en los pisos del cráter podrían ayudar a explicar
es por qué los científicos están encontrando parches de escarcha tenue diluida
en regolito, o suelo lunar, en lugar de bloques de hielo de agua pura.
A pesar de que abundan las
preguntas sobre el agua, es importante recordar, dijo Farrell, que fue solo en
la última década que los científicos encontraron evidencia de que la Luna no es
una roca seca y muerta, como muchos habían asumido durante mucho tiempo. El
LRO, con sus miles de órbitas y 1 petabyte de datos científicos devueltos
(equivalente a unos 200,000, películas de alta definición y largometrajes
transmitidas en línea), ha sido fundamental. También lo ha hecho el Satélite de
observación y detección del cráter lunar (LCROSS), que reveló agua congelada
después de estrellarse a propósito en el cráter de Cabeus en 2009 y de liberar
un penacho de material preservado del suelo del cráter que incluía agua.
"Sospechamos que
había agua en los polos y aprendimos con seguridad de LCROSS, pero ahora
tenemos evidencia de que hay agua en las latitudes medias", dijo Farrell.
"También tenemos evidencia de que hay agua proveniente de los impactos de
micro meteoroides , y tenemos mediciones de escarcha. Pero la pregunta es, ¿cómo
se relacionan todas estas fuentes de agua?
Esa es una pregunta que
Farrell y sus colegas están más cerca de responder que nunca.
Fuente
NASA
Centro de vuelo espacial
Goddard de la NASA/William M. Farrell/
Estudio de visualización
científica de la NASA.
Laboratorio de Física
Aplicada de la Universidad Johns Hopkins en Laurel, Maryland./ Dana Hurley.
Nasa/Erin Mahoney/Svetlana
Shekhtman
