Programado para su lanzamiento en noviembre, Lunar Flashlight es una pequeña misión satelital que utilizará láseres para buscar hielo de agua dentro de los cráteres más oscuros en el Polo Sur de la Luna.
Esta ilustración muestra la linterna lunar de la NASA sobre la Luna. La misión SmallSat tendrá una órbita muy alargada, llevándola a 9 millas (15 kilómetros) sobre el Polo Sur lunar para buscar hielo de agua en los cráteres más oscuros de la Luna. Crédito: NASA
Aunque se entiende que el hielo de agua existe debajo del regolito lunar (roca rota y polvo), los científicos aún no saben si la escarcha del hielo superficial cubre los pisos dentro de cráteres fríos y oscuros. La NASA está enviando Lunar Flashlight, un pequeño satélite (o SmallSat) no más grande que un maletín para averiguarlo. Descendiendo sobre el Polo Sur lunar, utilizará láseres para arrojar luz sobre estos cráteres oscuros, al igual que un buscador que busca un tesoro escondido haciendo brillar una linterna en una cueva. La misión se lanzará a mediados de noviembre a bordo de un cohete SpaceX Falcon 9.
“Este lanzamiento pondrá al satélite en una trayectoria que tardará unos tres meses en alcanzar su órbita científica”, dijo John Baker, gerente de proyectos de la misión en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en el sur de California. “Entonces Lunar Flashlight intentará encontrar hielo de agua en la superficie de la Luna en lugares que nadie más ha podido mirar”.
Órbitas de bajo consumo de combustible
Después del lanzamiento, los navegantes de la misión guiarán inicialmente la nave espacial más allá de la Luna. La gravedad de la Tierra y el Sol lo retirará lentamente antes de que se establezca en una órbita amplia, en bucle y de recopilación de ciencia. Esta órbita de halo casi rectilíneo lo llevará a 42,000 millas (70,000 kilómetros) de la Luna en su punto más distante. Sin embargo, en su aproximación más cercana, el satélite rozará la superficie de la Luna, llegando a solo 9 millas (15 kilómetros) sobre el Polo Sur lunar.
A principios de este año, la misión Lunar Flashlight de la NASA se sometió a pruebas para prepararla para su lanzamiento en noviembre de 2022. El pequeño satélite alimentado por energía solar se muestra aquí con sus paneles solares extendidos en una sala limpia de Georgia Tech. Crédito: NASA/JPL-Caltech
Los SmallSats llevan una cantidad limitada de propelente, por lo que las órbitas intensivas en combustible no son posibles. Una órbita de halo casi rectilínea requiere mucho menos combustible que las órbitas tradicionales, y Lunar Flashlight será solo la segunda misión de la NASA en usar este tipo de trayectoria. La primera es la misión Cislunar Autonomous Positioning System Technology Operations and Navigation Experiment (CAPSTONE) de la NASA, que llegará a su órbita el 13 de noviembre, haciendo su paso más cercano sobre el Polo Norte de la Luna.
“La razón de esta órbita es poder acercarse lo suficiente como para que Lunar Flashlight pueda hacer brillar sus láseres y obtener un buen rendimiento de la superficie, pero también tener una órbita estable que consuma poco combustible”, dijo Barbara Cohen, investigadora principal de Lunar Flashlight en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.
Antes de integrarse en su dispensador, que expulsará el pequeño satélite del cohete SpaceX Falcon 9 después del lanzamiento, Lunar Flashlight fue alimentado con propelente “verde” en el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, a principios de este mes. Crédito: NASA
Como demostración de tecnología, Lunar Flashlight será la primera nave espacial interplanetaria en utilizar un nuevo tipo de propelente “verde” que es más seguro de transportar y almacenar que los propelentes en el espacio comúnmente utilizados, como la hidracina. Este nuevo propulsor, desarrollado por el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea y probado en una misión previa de demostración de tecnología de la NASA, se quema a través de un catalizador, en lugar de requerir un oxidante separado. Es por eso que se llama monopropelente. El sistema de propulsión del satélite fue desarrollado y construido por el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, con el apoyo de integración del Instituto de Investigación Georgia Tech en Atlanta.
Lunar Flashlight también será la primera misión en usar un reflectómetro de cuatro láseres para buscar hielo de agua en la Luna. El reflectómetro funciona mediante el uso de longitudes de onda del infrarrojo cercano que son fácilmente absorbidas por el agua para identificar el hielo en la superficie. Si los láseres golpean la roca desnuda, su luz se reflejará de nuevo a la nave espacial, lo que indica una falta de hielo. Pero si la luz es absorbida, significaría que estas bolsas oscuras sí contienen hielo. Cuanto mayor sea la absorción, más hielo puede haber en la superficie.
Ciclo lunar del agua
Se cree que las moléculas de agua provienen del material de cometas y asteroides que impactan la superficie lunar, y de las interacciones del viento solar con el regolito lunar. Con el tiempo, las moléculas pueden haberse acumulado como una capa de hielo dentro de “trampas frías”.
“Vamos a hacer mediciones definitivas de hielo de agua superficial en regiones permanentemente sombreadas por primera vez”, dijo Cohen. “Podremos correlacionar las observaciones de Lunar Flashlight con otras misiones lunares para comprender qué tan extensa es esa agua y si podría ser utilizada como recurso por futuros exploradores”.
Mostrado aquí a principios de octubre, Lunar Flashlight se sometió a actividades de abastecimiento de combustible y pruebas finales en una sala limpia del Centro Marshall de Vuelos Espaciales antes de ser empacado en preparación para su envío a la Estación de la Fuerza Espacial de Cabo Cañaveral, Florida, a principios de noviembre. Crédito: NASA
Cohen y su equipo científico esperan que los datos que recopila Lunar Flashlight puedan usarse para comprender cómo las moléculas volátiles, como el agua, circulan de un lugar a otro y dónde pueden acumularse, formando una capa de hielo en estas trampas frías.
“Este es un momento emocionante para la exploración lunar. El lanzamiento de la linterna lunar, junto con las muchas misiones satelitales pequeñas a bordo del Artemisa I, puede formar las bases para los descubrimientos científicos, así como apoyar futuras misiones a la superficie de la Luna”, dijo Roger Hunter, gerente del programa de Tecnología de Pequeñas Naves Espaciales en el Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley, California.