Los científicos del Southwest Research Institute se unieron a un equipo que volvió a analizar y modeló los datos de un impacto lunar planificado hace más de una década. Los hallazgos sugieren que los volátiles presentes en un cráter cerca del polo sur de la Luna probablemente fueron entregados por un cometa. Los volátiles son elementos y compuestos químicos que se pueden vaporizar fácilmente y, en este caso, se estabilizaron en el hielo que acecha en esta región permanentemente sombreada.
El instrumento LAMP (Lyman-Alpha Mapping Project) dirigido por SwRI a bordo del Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) de la NASA tuvo una vista panorámica cuando la etapa superior gastada de su vehículo de lanzamiento golpeó intencionalmente el cráter Cabeus de la Luna en 2009. LRO y Lunar CRater Observation and Sensing El satélite (LCROSS) lanzó y monitoreó las columnas de materiales expulsados a la atmósfera en este experimento planificado para excavar y comprender el origen y la evolución de los volátiles en este cráter de tinta.
«La nueva investigación indica que los materiales del cráter no son de origen volcánico y se explican mejor por el impacto de un cometa», dijo el Dr. Kurt Retherford de SwRI, investigador principal de LAMP. «Descartar las fuentes volcánicas podría significar que los tres metros superiores de regolito en el cráter Cabeus son más jóvenes de lo que se pensaba anteriormente, probablemente menos de mil millones de años».
LCROSS y LRO fueron diseñados para ser la vanguardia del regreso de la NASA a la Luna. Las próximas misiones de Artemis regresarán a la Luna, utilizando tecnologías innovadoras para explorar la superficie lunar y colaborar con socios comerciales e internacionales para finalmente establecer la primera presencia a largo plazo en el polo sur de la Luna.
«Mientras los humanos se preparan para regresar a la Luna, tenemos una oportunidad sin precedentes de realizar mediciones en Cabeus y otros PSR para caracterizar la composición elemental e isotópica de los volátiles lunares en función de la profundidad», dijo la Dra. Kathleen Mandt, de la Universidad Johns Hopkins. Laboratorio de Física Aplicada. Mandt es el autor principal de un artículo publicado en Nature Communications sobre esta investigación. «Estudiar estos recursos lunares potenciales no solo respalda la exploración humana ampliada, sino que también nos ayuda a comprender la historia del sistema Tierra-Luna».
Durante más de una década, LAMP ha buscado hielo y escarcha superficiales en las regiones polares, proporcionando imágenes de regiones permanentemente sombreadas iluminadas solo por la luz de las estrellas y el resplandor de una emisión de hidrógeno interplanetario conocida como la línea Lyman-alfa. Los datos de LAMP han ayudado a caracterizar el agua y otras moléculas en la Luna.
«El agua se considera un recurso importante porque cuando divides las moléculas de agua, terminas con oxígeno e hidrógeno, componentes críticos para el aire respirable y el combustible para cohetes», dijo Retherford. «El resto de los volátiles también podrían ser recursos importantes».
Las fuentes más probables de los volátiles investigados fueron la desgasificación volcánica, los impactos de cometas o micrometeoritos, o la química de la superficie iniciada por las partículas del viento solar. Para esta investigación, el equipo observó penachos de materiales medidos por LCROSS y LAMP y lo que revelaron sobre la composición de volátiles en el regolito. Muchos factores influyen en cómo estos volátiles se integran en los hielos superficiales, incluidos la temperatura, la profundidad y los ciclos de sublimación y recondensación. Para simplificar el análisis y eliminar tantas influencias como sea posible, el equipo comparó la composición elemental de los volátiles con la de las fuentes potenciales, evaluando la abundancia de cuatro elementos (hidrógeno, nitrógeno, oxígeno y azufre) en relación con el carbono.
«Según las proporciones medidas y la composición de los cometas, como las mediciones de la nave espacial Rosetta del cometa 67P, es probable que los cometas sean la fuente principal de estos volátiles», dijo la Dra. Lizeth Magaña, recién graduada de la Universidad de Texas en San Antonio. Programa de doctorado en física y astronomía de SwRI que recientemente se unió a JHUAPL. «La jardinería de impacto, un término que se refiere a los impactos que agitan y enriquecen el regolito superior de las lunas y otros cuerpos sin aire, es quizás el siguiente contribuyente más importante para sembrar el cráter Cabeus con volátiles. Con todas las diversas fuentes a considerar, descartando el interno fuente volcánica con este estudio ayuda mucho».
Mandt, coinvestigador de LAMP, también se graduó de UTSA e investigador de SwRI antes de unirse a JHUAPL en 2017.
LCROSS se lanzó con LRO a bordo de un cohete Atlas V desde Cabo Cañaveral, Florida, el 18 de junio de 2009, y utilizó el cohete de etapa superior Centaur para crear la columna de escombros. LCROSS fue administrado por Ames y construido por Northrop Grumman en Redondo Beach, California. LRO fue construido y es administrado por Goddard.
