La NASA se prepara para enviar a la Luna a VIPER, un robot móvil que buscará hielo en la superficie de la Luna para crear mapas de recursos destinados a ayudar a informar futuras misiones tripuladas.
Vista desde la Tierra, la Luna puede parecer un monolito masivo de roca estéril, marcada con cráteres masivos. Pero cuanto más aprendemos sobre nuestro vecino más cercano, más comenzamos a entender la Luna como un lugar dinámico con recursos útiles que algún día podrían incluso soportar la presencia humana.Después de casi tres décadas de estudios de misiones orbitales e impactadoras, los científicos ahora creen que los suelos de la Luna podrían contener cientos de millones de galones de agua. Pero, ¿a qué concentraciones? ¿En qué tipos de suelos? ¿Y el agua está en una forma accesible? El Volatiles Investigating Polar Exploration Rover, o VIPER, tiene como objetivo responder a estas preguntas directamente en la superficie de la Luna. Los materiales atrapados en los suelos polares lunares podrían incluso proporcionar una visión de la historia del agua en la Tierra y en otras partes del sistema solar interior.
VIPER es aproximadamente del tamaño de un carrito de golf (1,5 metros por 1,5 metros por 2,5 metros) y pesa 450 Kg. Crédito: NASA
Después de casi tres décadas de estudios de misiones orbitales e impactadoras, los científicos ahora creen que los suelos de la Luna podrían contener cientos de millones de galones de agua. Pero, ¿a qué concentraciones? ¿En qué tipos de suelos? ¿Y el agua está en una forma accesible? El Volatiles Investigating Polar Exploration Rover, o VIPER, tiene como objetivo responder a estas preguntas directamente en la superficie de la Luna. Los materiales atrapados en los suelos polares lunares podrían incluso proporcionar una visión de la historia del agua en la Tierra y en otras partes del sistema solar interior.VIPER estudiará muchas características del agua polar de la Luna en el transcurso de su misión que dura aproximadamente 100 días terrestres. Aproximadamente del tamaño de un carrito de golf, VIPER recorrerá varias millas, tomando muestras de varios ambientes de suelo. A medida que el rover viaja a través de la superficie, utilizará un instrumento científico para detectar moléculas de agua debajo de la superficie lunar para una mayor investigación. Mientras tanto, un taladro excavará esquejes de suelo desde hasta 3.28 pies (1 metro) debajo de la superficie de la Luna. Otros dos instrumentos analizarán las muestras de perforación para determinar la composición y concentración de recursos potencialmente accesibles, incluido el hielo.
VIPER estudiará muchas características del agua polar de la Luna en el transcurso de su misión que dura aproximadamente 100 días terrestres. Aproximadamente del tamaño de un carrito de golf, VIPER recorrerá varias millas, tomando muestras de varios ambientes de suelo. A medida que el rover viaja a través de la superficie, utilizará un instrumento científico para detectar moléculas de agua debajo de la superficie lunar para una mayor investigación. Mientras tanto, un taladro excavará esquejes de suelo desde hasta 3.28 pies (1 metro) debajo de la superficie de la Luna. Otros dos instrumentos analizarán las muestras de perforación para determinar la composición y concentración de recursos potencialmente accesibles, incluido el hielo.
Funcionarios de la NASA realizan pruebas con VIPER. Crédito: NASA
Los objetivos científicos de VIPER
La misión VIPER tiene dos objetivos científicos principales:
Caracterizar la distribución y el estado físico del agua polar lunar y otros volátiles en trampas frías lunares y regolito para comprender su origen.
Proporcionar los datos necesarios para que la NASA evalúe el retorno potencial de la utilización de recursos in situ de las regiones polares lunares.
¿Cómo logrará sus objetivos?
VIPER logrará estos objetivos respondiendo a las siguientes preguntas:
¿Dónde está el agua y cuánto hay?
Para que las moléculas de agua persistan en la Luna, deben protegerse del calor del Sol que las hornea, convirtiéndolas de cristales de hielo sólido a vapor en un proceso llamado sublimación. El agua enterrada bajo tierra sería segura, y parte del agua termina en lugares tan oscuros y fríos que las moléculas se congelan en el suelo lunar y permanecen atrapadas, como en cráteres permanentemente sombreados en los polos. El hielo podría haberse acumulado en estas “trampas frías” durante miles de millones de años, creando una reserva potencialmente útil.
Para explorar estas ideas, VIPER estudiará cuatro tipos principales de ambientes de suelo que se caracterizan por sus profundidades y temperaturas, en relación con la exposición al sol, para revelar las concentraciones de agua en estas áreas con más detalle. VIPER tomará muestras de cuatro de estas “regiones de estabilidad del hielo”, o capas a diferentes profundidades del suelo:
Región superficial: suelos en la superficie donde se espera que el hielo sea estable, como en cráteres permanentemente sombreados
Región poco profunda: suelos donde se espera que el hielo sea estable dentro de las 20 pulgadas (50 centímetros) de la superficie.
Región profunda: suelos donde se espera que el hielo sea estable a profundidades de 20-40 pulgadas (50 a 100 centímetros)
Región seca: suelos donde no se espera hielo dentro de las 40 pulgadas superiores (100 centímetros)
¿En qué forma está el agua?
El agua en el suelo de la Luna puede estar en varias formas. Se puede encontrar como cristales de hielo, o como moléculas de agua unidas químicamente a otros materiales. Entre los granos de suelo lunar hay un espacio vacío donde el agua podría quedar atrapada. Los datos han demostrado que puede haber “heladas” lunares en la superficie, pero no como la escarcha que conocemos en la Tierra; Estas podrían ser capas de cristales de hielo de solo 10 moléculas de espesor. El estado físico del agua que encuentra VIPER ayudará a informar a los científicos sobre su origen e historia, así como lo que se necesita para extraerla.
¿Qué otros recursos existen?
El agua se considera “volátil”, lo que significa que se evapora fácilmente a temperaturas moderadamente cálidas. Eso hace que sea más fácil de acceder en el suelo lunar que los no volátiles y aumenta las posibilidades de que pueda extraerse para su uso. La Luna también contiene otros volátiles que podrían servir como recursos para los esfuerzos humanos, como el hidrógeno, el amoníaco y el dióxido de carbono, así como volátiles que podrían ser dañinos y deben mitigarse para asegurarse de que el medio ambiente sea seguro para los humanos y el hardware. VIPER también los cazará.
¿De dónde vino el agua de la Luna?
Los científicos no saben con certeza si la Luna está acumulando agua en “trampas frías” en los polos hoy, o si su origen es antiguo. Esta agua lunar podría haber venido de la actividad volcánica muy temprano en la historia de la Luna, o puede haber sido depositada por grandes impactos de cometas hace mucho tiempo y agitada por golpes más pequeños desde entonces. VIPER ayudará a revelar cómo el agua de la Luna y otros volátiles llegaron o se formaron, cómo se redistribuyen y si las reservas de estos volátiles se están acumulando, incluso hoy en día. Comprender el origen del agua lunar puede incluso contarnos sobre la historia del agua en el sistema solar interior y en la Tierra.
¿Cuáles son las perspectivas para el uso de los recursos que se encuentran en la Luna y cómo podemos acceder a ellos?
La capacidad de utilizar los recursos que se encuentran en la Luna, lo que se llama utilización de recursos in situ, o ISRU, podría ser un cambio de juego para la exploración espacial. El agua es especialmente valiosa porque las moléculas pueden romperse y convertirse en oxígeno para respirar y combustible para cohetes.Con los datos que recopila sobre la cantidad de agua en varios entornos del suelo, VIPER creará mapas de recursos para ayudar a determinar los lugares donde se podría recolectar agua y otros materiales potencialmente accesibles para soportar estadías prolongadas.
Con los datos que recopila sobre la cantidad de agua en varios entornos del suelo, VIPER creará mapas de recursos para ayudar a determinar los lugares donde se podría recolectar agua y otros materiales potencialmente accesibles para soportar estadías prolongadas.El proceso es similar a la forma en que se realiza el mapeo de recursos naturales en la Tierra y, de hecho, el equipo de VIPER incluye geólogos del Servicio Geológico de los Estados Unidos que tienen experiencia en la exploración de recursos terrestres. El conocimiento que proporciona VIPER ayudará a la NASA a evaluar las perspectivas de ISRU, así como a informar la tecnología y los sistemas que permitirán acceder a los recursos de la Luna.
El proceso es similar a la forma en que se realiza el mapeo de recursos naturales en la Tierra y, de hecho, el equipo de VIPER incluye geólogos del Servicio Geológico de los Estados Unidos que tienen experiencia en la exploración de recursos terrestres. El conocimiento que proporciona VIPER ayudará a la NASA a evaluar las perspectivas de ISRU, así como a informar la tecnología y los sistemas que permitirán acceder a los recursos de la Luna.
Lanzamiento de VIPER
El Rover y el módulo de alunizaje serán lanzados en noviembre de 2024 abordo de un cohete Falcon 9 de SpaceX.
Funcionarios de la NASA realizan prueba de salida de VIPER a través de rampa que conectará el módulo de alunizaje con la superficie lunar. Crédito: NASA
La previsión es que el módulo de aterrizaje alcance la Luna días después y VIPER baje por una rampa para cumplir su misión de 100 días terrestres. Se prevé que el vehículo cubrirá una zona de 20km en la superficie lunar a una velocidad de 0,76 km/h.
La entrega de VIPER debe cumplir con un plazo crítico. VIPER debe aterrizar en la Luna al comienzo de la “temporada de verano” en el Polo Sur, cuando los períodos de luz solar son más largos para respaldar las operaciones del rover.
Referencia: VIPER, NASA: https://science.nasa.gov/mission/viper/in-depth/
Portada: representación artística de VIPER en la superficie lunar. Crédito: NASA