Las próximas misiones a la Luna: Danuri

El mejor lugar en el que probar las capacidades de espacio profundo de una agencia es, como podéis imaginar, la Luna. Casi todas lo han hecho; sólo la ESA y la agencia japonesa se iniciaron con otro destino, el cometa Halley. Bueno, si todo va como está previsto, un país más entrará en el club de los pocos con misiones selenitas funcionando.

En una época inaudita en la exploración espacial, entre los años 2007 y 2009 había tres orbitadores estudiando la Luna. Ninguno, de la NASA, la ESA o Rusia. Los tres pertenecían a países asiáticos con pujantes programas espaciales: Japón, China y la India. Hoy en día, sólo estos dos últimos repiten, con el país nipón preparando algo más especial. Otra nación asiática conocida por sus desarrollos tecnológicos en términos de teléfonos móviles, ordenadores, y más, es Corea del Sur. Su agencia espacial, KARI, es la encargada de poner en marcha sus proyectos, como el primer satélite geoestacionario capaz de observar los contaminantes atmosféricos desde esa altitud. Y en el año 2013, se lanzaron.

Sin fijarse objetivos ambiciosos, KARI lanzó su Programa de Exploración Lunar Coreano, con vistas a desarrollar las tecnologías necesarias para poder alcanzar la superficie selenita. Pero antes, es necesario el desarrollo de otras cosas. Experiencia de navegación de espacio profundo, electrónicas y sistemas más tolerantes a la radiación, operar en un entorno peculiar como el lunar… Así, en el año 2016, el gobierno surcoreano autorizó la construcción de su primera misión lunar.

Se le conoce como KPLO, el Orbitador Lunar Pionero de Corea, y es, eminentemente, una demostración tecnológica. Sus objetivos son la prueba y validación de nuevas tecnologías espaciales en el entorno real del espacio, pero no se descarta para la ciencia. De hecho, busca ampliar lo que sabemos sobre nuestro satélite.

Es mucho lo que tiene que demostrar; prácticamente, toda la sonda es un nuevo desarrollo, desde su plataforma hasta el último cable. Y todo, ha sido posible gracias a la colaboración con la NASA, que les ha echado no una, sino varias manos en todo lo que se refiere al proyecto, incluyendo las operaciones de vuelo. Técnicamente, la misión no aporta casi nada nuevo. Ah, y aunque conocida desde el principio como KPLO, recientemente recibió un mejor nombre: Danuri. Se trata de la fusión de dos palabras del coreano: dai, que significa Luna, y nurida, que significa disfrute, gozo, cosas así. Pues hala, a gozar.

Danuri es una sonda de modestas dimensiones. Una vez desplegada en el espacio, ofrecerá unas dimensiones de 1.82 x 2.14 x 2.29 metros, con sus apéndices en su sitio. Apenas sabemos nada de sus tripas, aunque sí sabemos varias cosas, como su sistema de comunicaciones, que trabaja con dos bandas: banda-S para telemetría y comandos, y banda-X, para transmisión de los datos científicos que genere. Por supuesto, confiará en el Sol como fuente de energía, con dos paneles solares que nacen de cada lado de su estructura, alimentando los sistemas de a bordo, y cargando la batería, tal vez una unidad de ión litio. Y estará estabilizada en sus tres ejes, contando con una unidad de medición inercial, sensores solares, dos

escáneres estelares, y ruedas de reacción. En cuanto a su sistema de propulsión, lo conforman el propulsor de maniobra orbital u OMT y los propulsores de control de actitud, o ACT. El OMT lo conforman, en realidad, cuatro propulsores de 31.8 Newtons cada uno, para funcionar conjuntamente durante la inserción orbital lunar y maniobras posteriores de ajuste orbital. ACT, por su parte, servirá, principalmente, para desaturar las ruedas de reacción. O, cuando éstas no están disponibles, controlar la actitud de la sonda. Son ocho en total con una potencia de 3.48 Newtons, y se conjuntan en grupos de dos, proporcionando redundancia. En cuanto a su protección termal, la básica, con mantas multicapa, radiadores y calentadores eléctricos. En cuanto a su carga útil, porta cinco instrumentos y

una demostración tecnológica. LUTI, Cámara de Terreno Lunar, se trata, en realidad, de dos unidades idénticas montadas en un solo soporte y conectadas a sus electrónicas de control. Cada cámara comprende un telescopio reflector y un sensor CCD lineal trabajando en modos Pushbroom. En su órbita de trabajo, LUTI, operando en dúo o como un par redundante, entregará imágenes pancromáticas (450-850 nm) cubriendo una franja de casi diez km. de ancho y con una resolución de dos metros y medio. Con este sistema, capaz de comprimir las imágenes que adquiera, debido al limitado ancho de banda de su sistema de comunicaciones, Danuri obtendrá imágenes de la superficie lunar para cartografía pero, más importante, para identificar zonas de aterrizaje para la segunda fase del programa de exploración lunar, así como centrarse en regiones de interés geológico. PolCam es la Cámara de campo ancho

Polarimétrica. Es la primera cámara sensible a la polarización enviada a la órbita lunar. Apunta a estudiar las propiedades físicas de la superficie lunar, y conjuga dos sistemas en un único paquete. Estas cámaras no apuntan hacia la vertical, hacia abajo, ni al recorrido orbital de la sonda. Por el contrario, observan en un ángulo de 45º tanto a la derecha como a la izquierda de la sonda. Cada cámara registra tres bandas espectrales. La banda de los 320 nm sirve, básicamente, para fotometría. Las otras dos harán el trabajo de observar la polarización en las imágenes. La de los 430 nm posee filtros polarizados a 0º, 60º y 120º. La longitud de onda final, de 750 nm, usará dos, a 0º y 90º. El campo de visión de cada cámara será de, casi, cuarenta km. de ancho, con una resolución media. Su objetivo es, especialmente, el regolito lunar y sus características. No trabajará en los polos lunares. El KGRS, o Espectrómetro de Rayos Gamma de KPLO, revisará la composición química de la superficie lunar. En un paquete compacto y ligero se ha instalado su detector, un cristal de bromuro de lantano, encerrado dentro de un módulo de conteo anticoincidencia de escintilador plástico cargado con boro. Registra energías de entre 30 keV y 12 MeV, para así buscar elementos de la tabla periódica como Helio-3, hielo de agua, uranio, silicio y aluminio, entre otros. El paquete,

que encierra sus electrónicas, apenas pesa siete kg. El Magnetómetro de KPLO o KMAG, tiene una misión habitual: detectar y registrar todo campo magnético que se encuentre, el selenita en este casi. Cuenta con tres sensores de núcleo saturado triaxial situados al extremo de un mástil ligero de 1.2 metros de largo, que se despliega tras la separación con el lanzador. Y, por parte de la NASA, ShadowCam. Básicamente, es una repetición de las cámaras de alta resolución de LRO (LROC/NAC), ya que comparten arquitectura, con un telescopio reflector tipo Ritchey-Chretien, con una apertura de 19.4 cm., un espejo primario de 19.5 cm, (f/3.6) y una longitud focal de 700 mm. Pero aquí acaban las comparaciones. ShadowCam apunta, como

su propio nombre indica, a observar las sombras. Pero no cualquier sombra lunar: las Regiones en Sombra Permanente, o PSR. Para ello, ha recibido modificaciones estructurales, con un bafle con doce vanos en vez de seis, la incorporación de un bafle propio para el espejo secundario, y el del centro del espejo primario ha recibido dos vanos. Pero el verdadero cambio está en su detector. LROC/NAC usan sensores CCD lineales, ShadowCam usa un CCD de TDI (Integración por Retraso de Tiempo), como HiRISE de MRO o Ralph/MVIC de New Horizons. De este modo, el sensor posee columnas de 3144 pixels (3072 activos) con treinta y dos filas de TDI cada una. ¿Resultado? ShadowCam es más de doscientas veces más sensible que LROC/NAC, obteniendo imágenes con escasísima iluminación con resoluciones de 1.7 metros desde su órbita de trabajo, creando, cada vez, imágenes de 5 x 140 km. de las PSR. Son cinco sus objetivos, pero se puede resumir así: estudiar en profundidad estas regiones, en busca de hielo de agua. En cuanto al experimento tecnológico, es el DTNPL, la Carga útil del experimento de Red Tolerante a la Disrupción, o Tolerante a los Retrasos. Es una demostración de una suerte de internet interplanetario. No hay más información sobre él. Una vez repostada y lista, Danuri declarará un peso en báscula de 678 kg.

Su lanzamiento se producirá el 4 de agosto, y se realizará desde Cabo Cañaveral, Florida. El lanzador es el Falcon 9, que despegará, en esta ocasión, desde la plataforma 40 del complejo. Una vez terminado el proceso de lanzamiento, Danuri estará en órbita terrestre.

Su camino hasta la Luna será largo. Al principio, usará una estrategia similar a la usada por las misiones de espacio profundo de ISRO: usar su propulsión para elevar su órbita y así romper el abrazo terrestre y alcanzar la velocidad de escape. Pero no irá directamente a Selene, sino que hará un recorrido no muy diferente al de las sondas GRAIL de la NASA, yendo al punto de Lagrange L1, rodearlo, y dirigirse de regreso, para una

inserción orbital de baja energía. Este tipo de trayectoria, denominado Límite de Estabilidad Débil/Transferencia Lunar Balística (WBS/BLT) llevará al menos unos cuatro meses de travesía, pero ahorrará un montón de combustible. Con este plan, Danuri entrará en órbita selenita el 16 de diciembre. Su órbita inicial será elíptica, pero tres encendidos de su propulsión principal lo reducirán a una trayectoria polar a 90º, a una altitud de 100 km., susceptible a variar por los mascones lunares.

Como decimos, su misión será de prueba tecnológica. Cada día en el espacio será una enseñanza, pero gracias a su carga útil, tiene un rico programa científico, de cartografía, estudio de las propiedades superficiales y de la detección de recursos a usar. Pero esta misión será el punto de inicio.

Sí, el programa espacial surcoreano es pujante: a los satélites terrestres lanzados hasta ahora, se le ha unido una base de lanzamientos construida en la isla de Naro, a 485 km. de Seul, con dos plataformas de lanzamiento, y más recientemente, el lanzador Nuri, de tres etapas que usan combustible líquido, y capaz de situar, en órbita baja terrestre, entre 2.600 y 1500 kg, dependiendo de la altitud. Aún más: asumiendo el éxito de Danuri, la segunda fase enviará a un lugar escogido de la superficie lunar un lander con rover incluido. Todo será producido domésticamente, lanzado domésticamente, y manejado domésticamente. Y por si no fuera poco, KARI también entregará experimentos que enviar a la Luna en las misiones del programa de la NASA CLPS, el Servicio Comercial de Cargas útiles Lunares, en el que las compañías privadas ponen el lander, y las distintas instituciones, seleccionadas por la NASA, ponen los instrumentos. Tal vez este año veamos la primera de estas misiones también en el espacio.

Ya lo veis: tenemos nuevo actor en esto de lanzar misiones a la Luna. ¿Qué podemos decirles? Lo de siempre: buena suerte.