Linterna lunar para buscar agua en la Luna

Cuando los residentes sedientos de una comunidad permanente en la Luna toman un trago de agua fresca traída del polo sur lunar, estarán disfrutando de los beneficios de una nave espacial de 30 libras conocida como Lunar Flashlight que fue ensamblada y probada en Georgia. Instituto de Tecnología (Georgia Tech). Lunar Flashlight utilizará potentes láseres y un espectrómetro a bordo para buscar en las áreas sombreadas de los cráteres en el polo sur evidencia de hielo en la superficie. Misiones anteriores de la NASA han demostrado que la Luna puede tener agua congelada en estas áreas, y al orbitar cerca de la superficie, la nave espacial podrá identificar lugares que pueden ser dignos de exploración en futuras misiones.

Lunar Flashlight fue desarrollado por un equipo del Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA, el Goddard Space Flight Center (GSFC) de la NASA, la Universidad de California, Los Ángeles (UCLA), Georgia Tech y el Marshall Space Flight Center (MSFC) de la NASA.

Los investigadores de la Escuela de Ingeniería Aeroespacial de Georgia Tech trabajaron con MSFC para desarrollar el sistema de propulsión de la nave espacial, una nueva tecnología que utiliza un propulsor mejorado que no daña el medio ambiente, y colaboraron con el Instituto de Investigación de Georgia Tech (GTRI) para ensamblar y probar la Linterna Lunar en un conjunto de instalaciones únicas en Atlanta.

Más allá de estudiar el hielo de la Luna, Lunar Flashlight demostrará que las naves espaciales pequeñas pueden tener grandes capacidades. Será el primer CubeSat en utilizar un sistema de propulsión monopropulsor verde para la inserción orbital en la Luna, y en cambiar de posición para apuntar sus instrumentos, enviar datos por radio a la Tierra y recopilar luz solar para impulsar sus operaciones. El CubeSat, que tiene aproximadamente el tamaño de una computadora de escritorio, también será el primero en usar espectroscopía láser activa para explorar la superficie de la Luna.

Hasta ahora, los CubeSats, llamados así por el uso de módulos cúbicos de tamaño estándar, han asumido principalmente tareas en la órbita terrestre y no han necesitado sistemas de propulsión potentes. Lunar Flashlight ayudará a demostrar la capacidad de las naves espaciales pequeñas y relativamente económicas para manejar importantes misiones espaciales que antes estaban reservadas para vehículos más grandes.

Lunar Flashlight lleva cuatro potentes láseres de infrarrojo cercano que operan en diferentes longitudes de onda en el espectro de infrarrojo cercano. Los láseres apuntarán a las áreas sombreadas de los cráteres y operarán en secuencia para iluminar los lugares donde el hielo puede haberse depositado y protegido contra el derretimiento. El agua en forma de hielo absorberá la luz láser, mientras que el suelo lunar seco, conocido como regolito, reflejará los rayos de regreso al espectrómetro de la nave espacial.

"Al estudiar la luz devuelta, el sistema nos dirá si hay hielo de agua presente en estas áreas permanentemente sombreadas", dijo Jud Ready, ingeniero principal de investigación en GTRI e investigador principal del proyecto Lunar Flashlight en Georgia Tech. El equipo científico de Lunar Flashlight interpretará las mediciones de CubeSat junto con los conjuntos de datos recopilados por otras naves espaciales para comprender mejor la abundancia y distribución de los depósitos de hielo lunar.

Los láseres estarán alimentados por una gran batería de iones de litio que se cargará con los cuatro paneles solares de la nave espacial. Los láseres, el espectrómetro y la batería ocupan aproximadamente un tercio del volumen total de la Linterna Lunar.

Los datos de la búsqueda de hielo se transmitirán a la Red de Espacio Profundo de la NASA mediante un transmisor de radio similar a los utilizados en otras misiones de la NASA. La radio también recibirá comandos enviados a la nave espacial desde controladores en la Tierra; Debido al tiempo requerido para que las señales se transmitan a la Luna, los comandos se almacenarán y ejecutarán en momentos específicos. Los datos llegarán al centro de control de operaciones de la misión de Georgia Tech, ubicado en la Escuela de Ingeniería Aeroespacial, y se enviarán a UCLA para su análisis y archivo en el Sistema de Datos Planetarios de la NASA. Los controladores de naves espaciales en Georgia Tech monitorearán las señales para asegurarse de que Lunar Flashlight funcione según lo previsto.

El objetivo de Lunar Flashlight es abordar uno de los vacíos de conocimiento estratégico de la NASA:comprender la composición, la cantidad, la distribución y la forma del agua y los iones de agua, como el hidroxilo (OH), en los puntos fríos lunares conocidos como "trampas frías". Los orbitadores lunares anteriores de la NASA y otras misiones han detectado posibles depósitos de hielo de agua en latitudes altas de la Luna. Lunar Flashlight mapeará un puñado de esos depósitos a resoluciones espaciales de uno a dos kilómetros, proporcionando significativamente más detalles que las misiones anteriores. Más allá de confirmar la existencia del agua congelada, Lunar Flashlight proporcionará información que podría ayudar a determinar dónde podrían aterrizar futuras misiones para tomar muestras del agua y evaluar su uso potencial por parte de los humanos.

El uso de los propios recursos hídricos de la Luna para sustentar la vida humana y producir combustible podría reducir el costo de mantener comunidades lunares permanentes al reducir la cantidad de material que se necesita lanzar desde la Tierra. Además del agua, la NASA espera usar materiales lunares para producir oxígeno y propulsor para lanzar vuelos de regreso.