¿Dónde instalará la NASA su base lunar?


La NASA tiene como objetivo establecer un puesto de avanzada tripulado cerca del polo sur de la luna, llamándolo «nuestro primer punto de apoyo en la frontera lunar».

Los ingredientes para ese campamento, conocido como Artemis Base Camp, son un rover no presurizado para transportar astronautas adecuados por el sitio; un rover presurizado para permitir caminatas de larga duración lejos del puesto de avanzada; y el hábitat de la superficie en sí, que será capaz de albergar a cuatro humanos a la vez.

Este hogar lejos del hogar exige una gran cantidad de infraestructura, como comunicaciones, energía, protección contra la radiación, eliminación de desechos y espacio de almacenamiento también. Todas estas sutilezas de domicilio, dicen los planificadores de la NASA, son requisitos para una presencia humana sostenida en la luna que pueda ser.

Posibles áreas de aterrizaje

Los planificadores de misiones están buscando lugares que tengan fácil acceso a la energía solar, un buen enlace de comunicación con la Tierra y pendientes modestas que permitan el acceso a regiones cercanas permanentemente sombreadas, o PSR en el espacio. Los investigadores creen que los PSR probablemente contienen depósitos de hielo de agua. Ese recurso podría extraerse y procesarse en elementos utilizables, como oxígeno, agua y propulsor de cohetes.

Los PSR son áreas cerca de los polos norte y sur de la luna que nunca reciben luz solar directa y, por lo tanto, son extremadamente frías, oscilando entre menos 415 grados Fahrenheit y menos 334 grados Fahrenheit (menos 248 a menos 203 grados Celsius).

Sin embargo, ¿cuál es la distribución y abundancia del hielo de agua dentro de esos lugares? ¿Hay suficiente, y es lo suficientemente accesible, para que los PSR sean «abrevaderos» utilizables? Esas son preguntas que los investigadores aún deben responder.

Recientemente se ha realizado un trabajo estimulante para encontrar una dirección para el campamento base de Artemis, pero los investigadores están tratando de encontrar sitios que ofrezcan la mejor combinación de atributos.

Observaciones recopiladas

Holly Brown trabaja en la Escuela de Exploración de la Tierra y el Espacio de la Universidad Estatal de Arizona (ASU). Es técnica de investigación en la Cámara del Orbitador de Reconocimiento Lunar, o LROC, un poderoso sistema de tres cámaras montadas en el Orbitador de Reconocimiento Lunar (LRO) de la NASA, que ha estado dando vueltas alrededor de la luna desde 2009.

Brown y sus colegas señalaron recientemente el potencial de recursos de los PSR lunares y publicaron sus hallazgos en una edición de mayo de la revista Icarus.

Recopilaron observaciones que indicaban la presencia de agua y otras moléculas «volátiles» de 10 conjuntos de datos de detección remota en 65 PSR para estimar las ubicaciones y la masa de los depósitos de hielo de agua. Su evaluación proporciona una clasificación volátil de PSR, una ley y una estimación de tonelaje que hace posible priorizar áreas en las que potencialmente extraer hielo de agua.

Desde 1998, cuatro naves espaciales en órbita lunar, Lunar Prospector de la NASA, LRO, Chandrayaan 1 de India y Kaguya de Japón, han adquirido datos que caracterizan la distribución de hidrógeno, hidroxilo y agua cerca de los polos lunares.

Además, el experimento de impacto de la nave espacial de detección y observación del cráter lunar (LCROSS) de la NASA en 2009 proporcionó evidencia directa de volátiles atrapados en frío en el cráter lunar del sur Cabeus.

«Nuestro trabajo proporciona una valoración relativa de los recursos en los PSR y pretende ser una herramienta para guiar futuras misiones, particularmente las orbitales», dijo Brown a Space.com. «Destacamos los PSR que probablemente son los más ricos en recursos; sin embargo, no son fácilmente accesibles».

Cada vez es más necesario recopilar más datos orbitales sobre la forma y la estructura de los PSR, la distribución horizontal y vertical de los volátiles y cuán accesibles son estos recursos. También es importante avanzar y desarrollar tecnología que pueda resistir los entornos hostiles de los PSR. Dicha información es necesaria antes de que las misiones aterrizadas vayan a estos lugares de difícil acceso, dijo Brown.

Ella y su equipo identificaron ocho PSR con el mayor potencial de recursos. Determinaron que el cráter Faustini, una característica de impacto que se encuentra cerca del polo sur de la luna, muestra la indicación más fuerte de hielo de agua según los criterios del equipo de investigación.

El grupo también estimó que el cráter Haworth en el polo sur lunar tiene el mayor tonelaje de escarcha superficial. El cráter Cabeus, ubicado a unas 62 millas (100 kilómetros) del polo sur, tiene el mayor tonelaje estimado de depósitos de hidrógeno bajo la superficie. Por último, los científicos descubrieron que los depósitos de hielo subterráneos probablemente sean más extensos espacialmente que la escarcha.

«Si bien identificamos PSR en nuestro documento que tienen condiciones de exploración adecuadas para mediciones in situ de volátiles, se necesitan más datos orbitales y experiencia robótica y humana en la superficie lunar antes de que una misión aterrizada pueda llevarse a cabo con confianza en estos entornos hostiles. «, dijo Brown.

Las condiciones ideales de exploración para actividades de superficie sostenidas implican superficies relativamente planas, luz solar para la energía y comunicación con la línea de visión con la Tierra, y todos estos criterios deben cumplirse dentro de una distancia práctica de los depósitos de hielo de agua.

La NASA y los grupos comerciales asociados tienen planes para enviar módulos de aterrizaje robóticos al polo sur que probablemente aterrizarán en los lugares más atractivos: áreas que están iluminadas durante la mayor parte del año lunar, dijo Brown.

Objetivo prioritario

«El área de Shackleton-de Gerlache Ridge es un objetivo principal», aconsejó Brown. Esta cresta entre los cráteres Shackleton y de-Gerlache es una región altamente iluminada que ha sido identificada como un área de aterrizaje potencial para futuros aterrizajes tripulados y robóticos por parte de la NASA, como Artemis 3, la primera misión tripulada de aterrizaje lunar del programa Artemis de la agencia. Este aterrizaje, previsto para 2025 o 2026, será el primer alunizaje tripulado desde el Apolo 17 en 1972.

El Shackleton-de Gerlache Ridge es ideal para futuras misiones de superficie a los polos lunares, dijo Brown, «debido al fácil acceso a la energía solar y las comunicaciones terrestres y la proximidad a los PSR que pueden explorarse en busca de volátiles».

El borde del cráter de Gerlache es el área más prometedora cuando se considera un lugar de aterrizaje. Este sitio tiene acceso a dos PSR con leyes de alto potencial, tiene acceso adecuado a la comunicación y recursos solares cercanos, y pendientes modestas que atraviesan desde terreno iluminado hasta presuntos depósitos de hielo de agua.

Rico en datos

Si todo va según lo planeado, los científicos tendrán muchos datos sobre dónde establecer puestos avanzados de investigación lunar, incluida una instalación en expansión que China pretende desarrollar con la ayuda de Rusia. China tiene una serie de misiones lunares en los libros en los próximos años, que conducirán a la construcción de una Estación Internacional de Investigación Lunar (ILRS) en el polo sur de la luna en la década de 2030. China y Rusia han estado diseñando los detalles de un ILRS desde el año pasado.

Se anticipa que varias misiones de naves espaciales de la NASA agregarán algunos detalles esenciales a la comprensión actual de la distribución de los volátiles lunares polares. Las misiones que se realizarán pronto incluyen Luna-H Map, Lunar Flashlight, Lunar Ice Cube, Volatiles Investigating Polar Exploration Rover, o VIPER, Polar Resources Ice Mining Experiment 1 y Lunar Trailblazer.

Agregue en buena medida el lanzamiento proyectado a finales de este año de la misión Luna 25 de Rusia, una sonda robótica para la investigación en la región polar sur de la luna. Luna 25 iniciará una serie de nuevas misiones Luna en un futuro no muy lejano, si todo sale según lo planeado.

Buceo en la sombra

Otra herramienta próxima es ShadowCam, un instrumento de la NASA desarrollado por ASU que volará a bordo del Orbitador Lunar Pathfinder de Corea, que recientemente recibió el nombre de Danuri. Danuri es la primera misión lunar del Instituto de Investigación Aeroespacial de Corea y está programado para un lanzamiento a principios de agosto sobre un cohete SpaceX Falcon 9.

ShadowCam medirá los detalles dentro de los PSR. Fue diseñado para ser 200 veces más sensible que los lectores de imágenes anteriores, como la cámara de ángulo estrecho de LRO.

Mark Robinson de ASU es el investigador principal de LROC y ShadowCam. Este último instrumento está diseñado para caracterizar la distribución y abundancia de hielo de agua en los polos lunares.

Uno de los objetivos científicos de la misión es proporcionar información detallada sobre peligros y transitabilidad dentro de los PSR para ayudar a facilitar la futura exploración polar aterrizada. «El conjunto de datos de ShadowCam, junto con otros conjuntos de datos orbitales futuros, será invaluable para identificar futuras misiones de aterrizaje y el regreso humano a la luna», dijo Brown de ASU. Esos conjuntos de datos serán necesarios para guiar la decisión sobre dónde establecer puestos avanzados de recursos lunares, agregó.

«¡Hay tantas misiones orbitales y terrestres planificadas hacia el polo sur que me resulta difícil seguir el ritmo!» dijo Brown. «Pero sí, obtendremos una cantidad extraordinaria de datos sobre los polos lunares y los PSR en la próxima década, y estoy muy entusiasmado con eso».

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