Según los estudios, el agua en la Luna puede tener dos formas: hielo
enterrado bajo la superficie, varios metros bajo el regolito; y escarcha de
hielo de agua, que se puede encontrar en los primeros centímetros del regolito.
Ahora que estamos en plena lucha por cuantificar cuánta agua hay en nuestro
satélite, especialmente cuando se plantea la ocupación lunar por el ser humano,
se buscan formas de tener cifras concretas.
Clementine empezó el baile,
que siguió
Lunar Prospector, ampliado
por misiones como
Chandrayaan-1,
LCROSS y
LRO. De acuerdo con todos los datos, el polo sur cuenta con las
mayores reservas, lo que significa que es allí donde hay que centrar los
esfuerzos. Las diversas misiones lunares que volarán con Artemis 1 (ya hemos
hablado de ellas) se centran en hacer mediciones de hielo de agua, pero con
aproximaciones distintas: espectrometría de neutrones, infrarroja… Hay una más
que debería haberles acompañado, pero que no llegó a tiempo de la fecha límite,
lo que significó que se tuvo que buscarle acomodo en otro lanzamiento.
De las diversas formas que hay de examinar el hielo de agua selenita,
la que usará
Lunar Flashlight es sin
duda la más pintoresca. Se decidió que una de las formas de estudiar el
problema era usando espectrometría infrarroja. El problema estaba en el lugar
que se debe estudiar: las regiones en sombra permanente o PSR. Allí, no llega
nunca, o casi nunca, la luz solar. Eso implicaba que se necesitaba una fuente
de iluminación. En un primer momento, y de la mano con
NEAScout, esta misión también contaría con una vela solar que, en
su caso, serviría para iluminar la zona que examinar. Pero lo acabaron
desechando. El resultado final es una aproximación, cuanto menos, insólita, al
problema.
El número total de Cubesats que iba a volar con Artemis 1 era de
trece, pero tres de ellos, Lunar
Flashlight entre ellos, se quedaron fuera. Sí, es un Cubesat que emplea el
factor de forma 6U, como los ya mencionados.
Su bus está fabricado en aluminio,
con unas medidas de 11.6 x 23.9 x 36.6 cm, alojando lo necesario para funcionar
en su interior y exterior. Por sus reducidas dimensiones, la redundancia es
limitada o prácticamente nula. Su ordenador, usando un procesador LEON3-FT
gestionará las operaciones de a bordo autónomamente, almacenando toda la
información generada en una memoria flash de ocho gigabytes. Todo este sistema
ocupa un volumen de 1U. Su sistema de control de actitud es el BCT XACT-50, que
alberga todo lo necesario en un único paquete. Para sus comunicaciones,
empleará el transpondedor para Cubesats Iris 2.1 que trabaja en banda-X, usando
dos antenas de baja ganancia para todas las comunicaciones. Para la energía,
paneles solares, dos pares de tipos distintos, uno sólido y un segundo
desplegable en tres secciones, cargando las baterías de a bordo. Posiblemente,
el aspecto más interesante de la pequeña sonda es su propulsión. Es convencional,
sí, con cuatro propulsores diseñados para trabajar con un nuevo tipo de
combustible: AF-M315E, también conocido como ASCENT, probado con éxito en la
misión
GPIM. Es un combustible “verde”
que es menos tóxico que la hidracina habitual lo que le hace más seguro de
manejar y almacenar. Es más denso, lo que permite almacenar más en un mismo
tipo de tanque, y proporciona un impulso específico mayor. La propulsión
doblará porque además de para maniobras correctoras, se usará para controlar su
actitud en caso necesario. En cuanto a su protección termal, la típica de
medios activos y pasivos, con mantas multicapa, radiadores y calentadores
eléctricos. Su instrumento es un reflectómetro láser. Esto significa que
necesita una fuente de iluminación para poder tomar los datos. El sistema se
compone de un transmisor láser y el sistema receptor, todo ocupando un volumen
2U. El transmisor láser cuenta con cuatro diodos emisores, cada uno en una
longitud de onda específica: dos para mediciones del espectro continuo (1.064 y
1.85 micrones) y dos para la detección de hielo de agua (1.495 y 1.99 micrones).
El sistema cuenta con una batería propia, separada de la del sistema energético
de la sonda, proporcionada por Sony (la de la sonda es de Panasonic) que se
empleará para hacer disparar los láseres. En cuanto éstos reboten en la
superficie, serán recogidos por un telescopio receptor con un espejo
paraboloide de 70 x 70 milímetros, completamente construido en aluminio, con un
eje desviado casi treinta grados. De ahí, va al sensor, una unidad de dos
milímetros de diámetro, de un solo pixel, elaborado en arseniuro de indio y
galio, dentro de una carcasa situada en uno de los laterales del montaje del
espejo. Esto dota al sistema de una longitud focal de setenta milímetros y, para
evitar luz no deseada en el diminuto detector, su carcasa cuenta con una
apertura repleta de bafles y vanos. Para refrigerar el detector de forma
continua a -60ºC cuenta con un radiador estabilizado por un regulador. Por
supuesto, el transmisor de los láseres también cuenta con su propio radiador,
siempre mirando al espacio profundo. Con su combustible cargado, su masa de
despegue será de catorce kilogramos.
Puede parecer poquísima cosa para un
Falcon 9, pero fue el escogido para elevarlo a la Luna. Será una de
muchas cargas secundarias de la misión principal, el lander privado japonés
Hakuto-R Misión 1, que carga con el
rover
Rashid, o
Emirates Lunar Mission. Se ha asignado esta misión al núcleo con el
número serial B1073.5, que ya ha volado cuatro veces, tres con decenas de
satélites de la constelación
Starlink
y la restante, con el satélite de telecomunicaciones
SES-22. Según el calendario de lanzamientos, no volará hasta el 28
de noviembre.
Una vez separado y volando en solitario,
Lunar Flashlight tardará aproximadamente unos 190 días en alcanzar
la Luna, usando una trayectoria que hará que la sobrevuele antes tres veces,
dos de ellas acompañadas de pasos cercanos a la Tierra. El destino es una
órbita muy especial, una trayectoria muy alargada alrededor de Selene
denominada
Órbita de Halo Casi Rectilínea. No es una órbita elíptica al huso.
Es muy compleja la explicación, se nos escapa, pero la NASA ha puesto los ojos
en ella para su estación tripulada
Gateway
porque al ser casi estable, se necesitará poco combustible para mantenerse en
ella. Pero lo necesitará, sin embargo, con maniobras periódicas, como pasa en
las órbitas de halo en los puntos de Lagrange. Su apogeo será de unos 70.000
km, con un perigeo, sobre el polo sur selenita, que podría llegar hasta los doce, tardando siete días en
completarla. Para
Lunar Flashlight,
el paso por el perigeo coincidirá con el polo sur lunar.
Una vez instalada en su órbita de trabajo, la misión principal de este
pequeño activo se planea para durar dos meses, si bien el tiempo de operación
en cada paso por el perigeo durará de entre dos a tres minutos, lo que aguante
la carga de la batería de los láseres. Éstos, una vez el sistema quede
activado, dispararán en secuencia, con tiempos de entre uno a seis
milisegundos, con periodos de espera entre disparos idénticos, pero la cadencia
nominal ser de seis milisegundos, también. En la superficie, cada láser tendrá
una huella de, al menos, treinta y cinco metros de diámetro, y se espera que en
el tiempo de operación de los láseres, se cubra una sección recta de diez
kilómetros, tanto por cráteres en sombra como por zonas iluminadas. El hecho de
que haya cuatro longitudes de onda diferentes, dos para agua y dos que no,
servirá para comparación. El regolito lunar carece de huellas espectrales en
esta región del infrarrojo de onda corta, mientras que las longitudes de onda
seleccionadas para agua cuentan con profundas señales espectrales. Esto significa
que, al comparar ambas, junto con mediciones de fondo recogidas de manera
pasiva por el detector, se conseguirán los resultados buscados. ¿Qué hará el
resto del tiempo de cada órbita? Descargar la información, cargar la batería de
los láseres, ejecutar maniobras para mantenerse en su órbita… esas cosas. Si al
final de esta misión principal aún cuenta con combustible, la misión podría
proseguir, pero su final quedará cantado: impactar con la superficie lunar.
Ya lo veis: otra solución imaginativa con la que investigar el
problema del agua en la Luna. Y no os preocupéis. Pronto habrá otra más, pero
en un formato algo más grande.
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