Las próximas misiones a la Luna: Lunar IceCube

¿Agua en la Luna, en ese secarral tostado por el Sol? Hace no tanto tiempo, pensar en esa posibilidad era algo descabellado. Ahora, su existencia es una certeza, o así. Cierto, el primer aviso de su existencia nos lo proporcionó Clementine, y luego Lunar Prospector lo confirmó, de aquella manera, con su espectrómetro de neutrones. El problema con este tipo de instrumentación es que registran hidrógeno, por lo que se asume que se detecta agua en forma de hielo. Pero, ¿existe otra forma de detectarlo, entonces?

En el infrarrojo, hay varias líneas que denuncian su existencia, así como la de otros elementos volátiles. Pero podéis pensar: después de tanto tiempo, ¿no se había detectado todavía? Pues tuvimos que esperar a Chandrayaan-1 y a un instrumento en ella proporcionado por la NASA llamado M³ o Cartógrafo Mineralógico Lunar. Este sensor compacto fue capaz de detectar no sólo la señal del agua, en los tres micrones de longitud de onda, sino también de otros elementos volátiles relacionados con el hidrógeno. Desgraciadamente, esta sonda de ISRO sólo aguantó funcionando trescientos doce días, por lo que no se pudieron conseguir más datos que de parte de la cara visible de nuestro satélite. ¿Casualidad? No, porque la sonda Deep Impact, por ejemplo, también registró agua y otros elementos volátiles desde lejos, bastante lejos. Aún más, las longevas investigaciones de LRO han

permitido a sus sensores Diviner, LOLA, LAMP y LEND a detectar que el hielo de agua lunar, y los elementos volátiles, no se concentran solamente en las regiones en sombra permanente. No, porque también en latitudes medias selenitas se han registrado. Pero, ¿cuánto hay? ¿Es alcanzable? Bueno, si con LunaH-Map lo averiguaremos en el polo sur, otra se encargará de hacerlo por casi toda la Luna. Presentémosla.

 

Lunar IceCube

Lunar IceCube es la segunda de las misiones preparadas para cuantificar cuánto hielo y elementos volátiles hay en la Luna. Como Cubesat, emplea, también, una configuración 6U, y por lo tanto un tamaño de 10 x 20 x

30 cm, y en el interior de esta diminuta plataforma, todo lo básico para funcionar. Como ordenador, se ha escogido uno de baja energía pero alto rendimiento, usando como procesador una unidad Proton400K, de doble núcleo y resistente a la radiación. Dirigirá todas las operaciones de a bordo. Como radio, también usará el transpondedor Iris del JPL, que transmitirá en ratios de hasta 128 kilobits por segundo. Para su control de actitud, recurre al diminuto paquete XACT de Blue Canyon Technology, que cuenta en una misma carcasa de unidad de medición inercial, un sensor solar, escáneres estelares, ruedas de reacción, y demás. En cuanto a la propulsión, confiará en el motor iónico BIT-3 de Busek, como LunaH-Map, con idénticas características. En cuanto a generación de energía, usará dos paneles solares de tres secciones cada uno, y una batería de ión-litio. Y el control termal, el básico en estos casos, pero aumentado por el uso del motor iónico. Su único instrumento se llama BIRCHES, Espectrómetro Compacto Infrarrojo de Banda ancha para Exploración en Alta Resolución. Nombre

grandilocuente para un aparato que apenas mide 10 x 10 x 15 cm el instrumento, porque cuenta con un juego de electrónicas de control separado, lo que le hace ocupar un espacio de 1.5U en total, pesando 2.5 kg. Se basa en los sistemas Ralph/LEISA de New Horizons y OVIRS de OSIRIS-REx. Tras la apertura, hay un sistema telescópico reflector de dos espejos que sirve a un detector de mercurio-cadmio-telurio de 1024 x 1024 pixels, y un filtro lineal variable (en esencia, una placa de filtros) justo delante del sensor. Un aspecto interesante de BIRCHES está en el uso de un iris ajustable de cuatro lados, cuya misión es ajustar el tamaño de la apertura para siempre poder tener un campo de visión aproximado de 10 km. Trabajará como un espectrómetro de punto, es decir, que irá escaneando una región cada vez, en lugar de ir escaneando toda la superficie en modo de barrido. Limitaciones del almacenamiento y el ancho de banda han llevado a esta decisión para un sistema que podría trabajar como un espectrómetro de imágenes. Su rango de observación estará entre los 1 y 4 micrones del infrarrojo cercano, con una resolución espectral ancha (líneas de emisión de 10 nanómetros de ancho), y si bien centrado en elementos volátiles, como el hielo de agua, ácido sulfhídrico, amoniaco, dióxido de carbono, metano hidróxilo y otros, también capturará datos para estudios de minerales como el piroxeno, la olivina, óxidos de hierro, carbonatos, sulfuros o silicatos hidratados. Ah, como último detalle de BIRCHES, el sensor necesita refrigeración, por lo que se ha optado por una solución activa, empleando un criorefrigerador en miniatura y unas electrónicas de control propias. Con todo el paquete ensamblado, Lunar IceCube declarará una masa de 14 kg. 

 

Artemis 1 en plataforma

 

No hace falta decirlo, pero como siempre, lo haremos: su lanzamiento, a bordo del mega cohete SLS que enviará a la primera nave Orion a la Luna. Su despegue, para el día veintinueve.

Su camino hacia la Luna también será largo, y complicado. Será de los primeros en separarse de la etapa superior ICPS; eso le dará tiempo a sus controladores para verificar su estado. ¿Por qué? Hay razón: se ha planeado que, en los días previos a su sobrevuelo lunar, use su motor iónico para ir reduciendo gradualmente su energía orbital. De este modo, no se perderá en el espacio profundo, sino que quedará atrapado en el espacio dominado por la gravedad del sistema Sol-Tierra. Tras el sobrevuelo lunar, parecerá que Lunar IceCube se nos va, pero regresará precisamente por el tirón de la gravedad terrestre. Un sobrevuelo lejano a nosotros hará que vaya aún más lejos, casi en dirección al Sol y al punto L1, pero para repetir sobrevuelo, éste más cercano, poniéndole en trayectoria como para regresar al punto L1, pero no, porque retornará al sistema Tierra-Luna para la final inserción orbital selenita, previo uso de su impulsión iónica durante casi dos meses consecutivos y así conseguir el hito. Y una vez orbitando nuestro

satélite, usará su motor iónico para reducir su órbita elíptica polar a una que puede tener unos parámetros de 100 km. en el perigeo y 5000 en el apogeo. Una vez en su órbita, será capaz de observar las mismas regiones cada paso orbital, pero en distintos momentos del día, así durante seis ciclos lunares, con la posibilidad de que, al final de su misión principal, haya conseguido una cobertura solapada de hasta el 10% de la superficie solar por todas sus latitudes. Por supuesto, una misión extendida sería todavía más beneficiosa.

Su misión se basa en tres principios: permitir una determinación espectral de banda ancha de la composición y distribución de los volátiles en el regolito lunar y similares en función del momento del día, latitud, edad y composición; proporcionar contexto geológico por la determinación espectral de los principales minerales; y así comprender la dinámica actual de los volátiles, sus fuentes, sumideros y procesos, con implicaciones para determinar el origen de estos elementos.

Este es sólo el tercero de los diez Cubesats que volarán en Artemis 1. Los otros siete son: BioSentinel, LunIR, CuSP, EQUULEUS y OMOTENASHI de Japón, ArgoMoon de la Agencia Espacial Italiana, y Team Miles. Eran originalmente trece, pero los últimos no llegaron a tiempo para su integración, y volarán en otros lanzamientos.

Suerte para todos.