Las próximas misiones a la Luna: Lunar Trailblazer

Está más que confirmado: hay hielo en la Luna. Se ha registrado indirectamente, se ha sentido, se ha saboreado, y se ha detectado de forma remota pero directamente. Estamos en plena carrera para saber cuánta hay cuán accesible es, cómo usarla. El agua, en forma de hielo, es un elemento volátil, y no es el único. Hay otros, potencialmente útiles. Ahora, la duda es: ¿cómo llegó? Existen alternativas:  ya estaba ahí cuando la Luna se formó; llegó por impacto; o más bizarro, por interacciones entre el material selenita y los elementos del viento solar.

Aún más bizarro: ¿podría haber un ciclo de agua y elementos volátiles allí? Para eso, y para hacer una cuantificación más exacta, necesitamos una misión específica. Y ahí entramos.

Es cierto, el programa Discovery se creó para una investigación económica y enfocada del sistema solar. Enfocada a indagaciones concretas. Desde su comienzo hasta ahora, el coste por misión ha aumentado, y por eso la NASA creó un nuevo programa idéntico en filosofía, pero más económico, si cabe. Ya hemos hablado de SIMPLEx, en el que las misiones son de presupuesto aquilatado y vehículos diminutos, para lanzarse como cargas secundarias de otras misiones más importantes. Es cierto que supone un pequeño problema porque dependen de la preparación de la misión primaria, pero es una alternativa muy interesante, al usar todas las prestaciones de un cohete para poner en el espacio más de una misión.

El paradigma de la pequeñez son los Cubesats, si bien hay formas algo mayores para regirse según los parámetros de SIMPLEx. De hecho, las firmas constructoras han desarrollado plataformas ideales para misiones así, fácilmente configurables para cada misión, y usando componentes baratos, incluso aptos para Cubesats. 

Un proyecto de SIMPLEx, nuestra protagonista de hoy, lleva varios años en planificación y desarrollo, y es vista como básica antes de que volvamos a posar el pie en nuestro satélite. Su nombre: Lunar Trailblazer.

Bajo la Investigadora Principal Bethany Ehlmann, la misión no puede ser más importante para el futuro de la exploración selenita tripulada. Sobre sus hombros se impone un enorme peso porque, de lo que detecte, se verá hasta qué punto la Luna será hospitalaria para nosotros. 

Veámosla en profundidad. Lunar Trailblazer es un orbitador de dimensiones y masa comedidas. Su pequeño bus, llamado plataforma Curio, ha sido diseñado y producido por la firma Lockheed Martín, y apenas cuenta con apéndices que desplegar. Una vez en el espacio, su envergadura es de tres metros y medio. Dado lo pequeña que es, no cuenta con elementos repetidos que garanticen redundancia. De hecho, es más bien selectiva. Pero cuenta con lo necesario

para funcionar. Su ordenador usa el procesador Sphinx, usado en misiones como Lunar Flashlight, proporcionado por la firma Cobham. Cuenta con 256 MB de memoria RAM dinámica, y hasta 8 GB de memoria flash, almacenando telemetría de ingeniería y los datos de sus instrumentos. Para comunicar con Tierra, se ha decidido por otro sistema de Cubesats, como es el pequeño transpondedor Iris. Trabajando en banda-X, usará cuatro antenas de baja ganancia y una de media ganancia. En cuanto a su sistema de control de actitud triaxial, cuenta con el paquete FleXcore de la firma Blue Canyon, que en una carcasa sola de 12.1 x 11.4 x 4.9 cm, aloja casi de todo. Por ello, cuenta con unidad de medición inercial, ruedas de reacción, un escáner estelar, sensores solares... Su sistema de propulsión se ha diseñado para acomodarse a todo tipo de trayectorias, salvo un vuelo directo a la Luna. Semejante al de las sondas GRAIL, usa combustible químico convencional, y todo un juego de propulsores para sus maniobras tanto en el espacio profundo como en órbita selenita. Para generar energía, usará tres pequeños paneles solares, de tres secciones cada uno, que se desplegarán a cada lado de la plataforma. Y su control termal, el básico: radiadores, calentadores eléctricos y mantas multicapa. Para explorar la

superficie selenita, usará dos instrumentos: el primario es HVM3, el Cartógrafo Lunar de Alta resolución de Volátiles y Minerales. Basado en el exitoso M³ a bordo de la misión Chandrayaan-1, es una versión más compacta y ligera. Emplea un telescopio fuera de ejes, con una abertura estrecha (18 mm de largo, treinta micrones de ancho) para la obtención de la luz. Un espejo inicial introduce la luz recogida en el telescopio, de tres espejos, llevándola a una estrecha abertura que la mete en el espectrómetro tipo Offner, formado por dos espejos y una rejilla de difracción. El telescopio posee una longitud focal de 43 mm (f/3.4), y como sensor, dispone de uno para detección infrarroja de mercurio-cadmio-telurio, de 640 x 480 pixels, con una placa de filtros adosada sobre los sensores. Registrará la luz en el rango infrarrojo de 0.6 a 3.6 micrones, estando optimizado para registrar hidróxilo, hielo empotrado en el regolito, así como pleno hielo de agua. Trabajará en modo Pushbroom, creando escaneos de 20 km. de ancho, formando así un cubo de imágenes en el que estará cada longitud de onda detectado por el sistema, y todo con una resolución que puede variar entre 50 y 90 metros por pixel, dependiendo de la altitud. Y el

segundo, procedente de la Universidad de Oxford, es LTM, el Cartógrafo Termal Lunar. Es una cámara termal multiespectral que sentirá, por lo general, la temperatura de la superficie selenita. Un espejo de apuntamiento móvil entrega la luz al sistema, un compacto telescopio con cinco espejos, separados por dos juegos de dos y tres espejos por un ensamblaje de filtros. Como detector usa un conjunto de microbolómetros, por lo que no requiere refrigeración activa. Cuenta con dos modos: uno registra once longitudes de onda entre siete y diez micrones, dedicado a cartografía de composición de áreas con agua y propiedades físicas; el segundo, entre seis y cien micrones en cuatro bandas espectrales, es el que registrará la temperatura absoluta. Cabe la pena decir que tres de las bandas del modo cartográfico coinciden con bandas de medición del instrumento Diviner a bordo de LRO. También trabajará en modo Pushbroom, creando franjas de once km. de ancho y con resoluciones de hasta 25 metros. Ambos instrumentos están coalineados, es decir, observarán la misma localización simultáneamente. Con todo su combustible cargado, declarará una masa de 200 kg.

Para que veáis a los problemas a que se enfrenta una misión de este tipo, Lunar Trailblazer tenía previsto volar como acompañamiento de IMAP, la nueva misión que investigará la heliosfera. Sin embargo, un retraso de su fecha de lanzamiento empujó a la dirección de la misión a pedir a la NASA un cambio en su despegue. La agencia claudicó, y ahora está en el

manifiesto de otra misión selenita. ¿Por qué el cambio? Porque la sonda estaría lista mucho antes, lo que hubiera supuesto parar meses almacenada hasta iniciar los preparativos previos al despegue. Por lo que sí, cuanto antes, mejor. En cuanto a la misión a la que acompañará, supone todo un cambio de paradigma en la exploración espacial, dicho globalmente. Conocido como CPLS, o Servicios Comerciales de Cargas útiles Lunares, se inició en abril del 2018. En él una firma privada proporciona el vehículo que enviar a Selene (siempre un lander) y la NASA se encarga de escoger qué instrumentación, ya sea científica, ya sea tecnológica, viajará a bordo. Actualmente hay catorce compañías con tratadas, y se han manifestado, hasta la fecha, nueve misiones de seis firmas distintas. En concreto, Lunar Trailblazer estará en la segunda de la empresa Intuitive Machines y su lander Nova-C, que buscará alunizar en el polo sur lunar. Ambas despegarán usando un Falcon 9, desde la plataforma 39A de Cabo Cañaveral. El despegue se ha programado para el 27 de febrero.

En cuanto se separe del lanzador, Lunar Trailblazer iniciará su propio camino. Se ha escogido una transferencia de baja energía para ahorrar los escasos recursos de a bordo. Sí, al principio la sonda irá recta hacia la Luna, corrigiendo su trayectoria en camino, pero ese sólo será el primero de dos sobrevuelos a nuestro satélite, que le situarán en una órbita elíptica que hará que retorne a Selene para el segundo sobrevuelo en unos dos meses, corrigiendo la órbita y reduciendo la velocidad para que, en el tercer acercamiento a la Luna, usar su propulsión para insertarse en una órbita polar selenita que irá graduando con el tiempo para situarse en la definitiva, a unos 100 km. sobre su superficie.

En cuanto lo tenga todo listo, la misión comenzará a trabajar, recopilando datos que buscan una meta: entender la forma, distribución y abundancia del agua lunar y su ciclo. Para ello, posee cuatro objetivos: determinar la forma, abundancia y distribución del agua y del volátil hidroxilo en la cara iluminada de nuestro satélite; investigar la variabilidad temporal de los volátiles lunares; determinar la forma y abundancia del hielo, agua e hidróxilo encajados en el regolito en las regiones en sombra permanente; y entender cómo los cambios en albedo y temperatura afectan a la concentración de hielo y otros elementos volátiles. Ah y como bonus, indagará en zonas seleccionadas para alunizajes, ya robóticos, ya tripulados, y cartografiar la composición litográfica del manto lunar. Debido al pequeño tamaño y a los escasos recursos de a bordo, conseguirá imágenes de objetivos ya planificados de antemano. Su misión durará, aproximadamente, un año desde el inicio de su actividad científica.

Pues ya veis, lo pequeño también es hermoso, y útil, además. Esencia grande en frasco pequeño. Así es Lunar Trailblazer.