Desde que el Luna 24 se posara sobre Selene y nos devolviera su preciada carga en 1976, ningún artefacto humano dirigió su vista hacia nuestro satélite en 15 años. Cuando el demostrador tecnológico japonés Hiten la sobrevoló, el interés sobre ella renació. En 1994, la sonda Clementine, del departamento de defensa de EE.UU., fue lanzada por la NASA hacia allí, donde estuvo dos meses, realizando un nuevo mapa. Cuando acabó su labor lunar (y tras el fallo de la sonda antes de cumplir su segundo cometido) surgieron otros datos de interés: había encontrado en el polo norte, dentro del oscuro fondo de algunos cráteres, emisiones de hidrógeno, probable indicador de depósitos de agua helada. Apremiada por la comunidad científica, la NASA aprovechó el programa Discovery para resolver esta, y otras cuestiones también solicitadas.
Si se quiere establecer alguien en la Luna, algo básico es poder aprovechar los recursos que ella puede ofrecer. Por supuesto, el buscar y medir ese teórico depósito de hielo es crucial si alguna vez instalamos una base allí. Y tener un mapa gravitatorio de la Luna ayudará a futuras sondas a trazar órbitas más precisas y con un menor gasto de combustible. Además, y a pesar de todas las misiones que en las décadas de 1960 y 1970 se enviaron, todavía no se sabe cómo exactamente se formó Selene. Ese fue el argumento para construir y operar Lunar Prospector, una sonda de dimensiones modestas pero con objetivos realmente ambiciosos, como todos los del programa Discovery.
Lunar Prospector era una sonda de diseño cilíndrico, con una gran antena en forma de barra en la parte superior, y tres mástiles, que nacían del cuerpo central de la sonda, con los experimentos de a bordo. La estructura era un tambor de grafito-epoxi de 1’36 metros de diámetro y 1’28 metros de alto. Poseía un motor principal para la entrada en órbita lunar y seis propulsores para el control de la sonda. El ordenador derivaba directamente del que equipó el rover Sojourner de Mars Pathfinder, con un microprocesador Harris 80C86, con 64 kilobytes de memoria RAM, y estaba controlado directamente desde el centro de control. Los paneles solares rodeaban al tambor, proporcionando energía en todas las condiciones. Estaba estabilizada por giro a una velocidad de 12 revoluciones por minuto una vez en la órbita de trabajo. La comunicación con Tierra la realizaban dos transpondedores de banda-S, una antena de media ganancia para la descarga de datos, y para comunicaciones en dos direcciones estaba la antena de baja ganancia, omnidireccional. Fue equipada con 5 experimentos, situados en los extremos de 3 mástiles extensibles de 2’5 metros.
El primero de ellos era el GRS, o Espectrómetro de Rayos Gamma. Era un cilindro que tenía en su interior un cristal de bismuto protegido por una carcasa de plástico especial, conectado a unos detectores especiales. Una vez en operación era capaz de distinguir la radiación Gamma emitida por diversos tipos de minerales cuando son golpeados por las partículas del viento solar o de los rayos cósmicos, aunque especializado en la detección de uranio, torio, potasio, hierro, magnesio, silicio, aluminio, titanio, oxígeno y calcio, para así crear el primer mapa global de la composición química de la superficie selenita (resolución de 150 km.), y medir la distribución de los elementos químicos por la superficie. El segundo era el NS, o Espectrómetro de Neutrones. Montado al final de otro de los mástiles, estaba formado por un cilindro horizontal con dos contenedores de helio-3 unidos a un medidor de energía. Estaba diseñado para medir hasta pequeñas cantidades de hielo de agua mediante la emisión de hidrógeno de éstos. Este instrumento era capaz de medir cantidades de hasta 0’01% de hielo de agua en la superficie lunar. Poseía una resolución de 150 km. También equipaba el APS, o Espectrómetro de Partículas Alfa. Situado en el mismo mástil del NS, y situado delante de él, era un cubo de 18 centímetros de lado. En su interior se encontraban diez detectores a base de silicio entre capas discoidales de oro y aluminio. Fue diseñado para detectar los fenómenos de emisión de gas radón por toda la superficie lunar, así como encontrar su producto subyacente, polonio. Se cree que este fenómeno de emisión de gases es el causante de la exosfera lunar, y el APS fue diseñado para probar esta hipótesis. Su resolución era de 150 km. para la emisión de gases y la distribución del polonio. El DGE, o Experimento Doppler de Gravedad, era el primer instrumento diseñado para estudiar la gravedad selenita mediante el desplazamiento Doppler medido gracias a la señal de comunicaciones. Conectado a las estaciones terrestres, era posible medir la variación en la velocidad orbital de la sonda mediante la señal en banda-S que emitía Lunar Prospector para así realizar las primeras mediciones gravitatorias de nuestro satélite, con una resolución de al menos 200 km. Y por último, el MAG/ER, o Magnetómetro y Reflectómetro de Electrones. Idéntico al montado en Mars Global Surveyor, se encontraba situado en el tercer mástil de Lunar Prospector. Diseñado para detectar campos magnéticos en la Luna, el MAG era un magnetómetro de núcleo saturado triaxial que medía la amplitud y dirección del campo magnético que detectara, con una resolución de 100 km., mientras que el ER se encargaba de medir la potencia y localización del campo magnético. El MAG se situaba al final de una prolongación de 0’8 metros por delante del ER, colocado en el extremo del tercer mástil del instrumental. Los datos proporcionados por este experimento permitían estudiar la evolución lunar y averiguar cosas sobre la distribución interna de nuestro satélite. La masa total en el momento del despegue era de 296 kg., y el coste total del proyecto (sobre el tope máximo del programa de 150 millones de dólares) fue de 62’8 millones de dólares.
La noticia llegó el mes de marzo: La Luna tiene millones de toneladas de agua. Según los datos del NS, la cantidad en ambos polos sumaría un total que variaba entre 10 y varios centenares de millones de toneladas. La región más llena era la cuenca Aitken, en el polo sur, con una alta concentración de cráteres cuyo fondo está permanentemente en sombra. Faltaban análisis más precisos, pero esto abría la puerta a misiones de muestreo, y también a futuras misiones tripuladas, para así montar estaciones en las cuales se puedan reabastecer naves en camino del sistema solar. Posteriormente, en septiembre llegaron nuevos datos de que la concentración de hielo de agua calculada era de 3.000 millones de toneladas, aunque eran cautelosos. Naturalmente, el método de detección era indirecto, ya que el NS medía la emisión de hidrógeno, y para confirmarlo era necesario “tocarlo”, pero aún así, este descubrimiento era crucial para el futuro de la exploración tripulada.
Tras su tarea primaria, se decidió extender su tiempo de misión, además de reducir su altura sobre la Luna. Así, el 19 de diciembre de 1998 su órbita fue reducida hasta los 40 km., para así mejorar enormemente la resolución de sus instrumentos. Luego, en enero de 1999 su órbita fue otra vez modificada para dejarla a una de 15 x 45 km. y así mejorar los estudios. Durante todo este tiempo, a causa de la escasa cantidad de combustible, se empezaron a buscar lugares en los que estrellar Lunar Prospector para intentar dejar al descubierto el hielo enterrado en los cráteres. Tras un tiempo de búsqueda, se eligió el cráter Shoemaker, en el polo sur. Para ello la sonda fue preparada, así como medios de observación terrestres dirigieron sus miradas hacia ese lugar. Finalmente, el 31 de julio de 1999 Lunar Prospector fue maniobrada para estrellarse en el fondo de ese cráter. El impacto fue un éxito, la misión acabó rudamente, pero no se pudo detectar ninguna movilización del hielo que teóricamente estaba allí. Así, una labor exitosa acabó en un pequeño chasco.
A pesar de no contactar directamente con el hielo, su misión es considerada un tremendo éxito. Gracias a los datos tomados por sus experimentos la cara de Selene ha cambiado de una forma importante. Por ejemplo, el GRS ha declarado que muchas regiones de la Luna son muy ricas en hierro. El DGE, además de completar un mapa gravitatorio de la cara visible de la Luna, encontró tres nuevos mascones. El MAG/ER detectó una anomalía magnética de unos 100 km. de diámetro (a veces llamado el campo magnético más pequeño del sistema solar), además de varias cuencas de impacto magnetizadas en ambas caras lunares. El APS, dañado durante el despegue, no pudo realizar mediciones decentes, y además, la alta actividad solar en sus manchas oscurecieron los posibles datos que la Luna podría haber devuelto. Según algunos de los científicos adscritos al proyecto, es probable eliminar los efectos del oscurecimiento solar de los datos del instrumento, pero de momento, no hay nada concreto. Y por último, y más importante, la medición de los depósitos de hielo en los polos nos dejó que la Luna podría ser una “gasolinera” para que naves tripuladas puedan llegar allí, abastecerse, y colocarse en camino a otros puntos del sistema solar, así como proporcionar la capacidad de autoabastecer las futuras bases que sean colocadas en el suelo selenita. Una labor ejemplar.
El éxito de esta sonda dio pie a nuevos proyectos, y no solo de la NASA, sino que también de la ESA, la agencia hindú, la japonesa, y la china.
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