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Regresando a la Luna
El próximo orbitador lunar de la NASA se lanzará a finales de este año, el primer paso de un ambicioso plan para devolver a los humanos a la Luna y enviarlos a Marte. La nave espacial, llamada Lunar Reconnaissance Orbiter ( LRO ), utilizará nueva tecnología para hacer mapas precisos de la superficie de la Luna, buscar recursos como el hielo y evaluar la amenaza que la radiación en el medio ambiente podría representar para los humanos.
A la luna: El Lunar Reconnaissance Orbiter (arriba) orbitará y estudiará la Luna, proporcionando más detalles sobre su superficie y entorno que cualquier satélite anterior. Uno de los dos nuevos instrumentos a bordo de la nave espacial será el altímetro láser del orbitador lunar (abajo), que enviará cinco rayos láser 28 veces por segundo para trazar un mapa de la superficie de la luna. Se emiten pulsos muy cortos de luz láser a través del estrecho cono plateado unido al conjunto óptico del instrumento (caja de color dorado). El cono grande recoge la luz láser que se refleja desde la superficie lunar.
LRO es el satélite lunar más avanzado que la NASA ha construido, dice Richard Vondrak, el científico del proyecto de LRO, quien agrega que proporcionará información que hubiera sido imposible de recolectar hace algunas décadas. Estamos examinando la Luna con más detalle que cualquier otro cuerpo celeste para beneficio de todos los países, incluidos China, Japón e India, que han dicho que tienen la ambición de llevar gente a la Luna en los próximos 10 a 20 años, agrega David. Smith, un científico de la NASA que trabaja en LRO.
LRO es parte de Visión de la NASA para la exploración espacial , un programa destinado, entre otras cosas, a responder preguntas fundamentales de la física, buscar vida extraterrestre y buscar nuevos recursos, como fuentes de energía, para la Tierra. El programa pide que los humanos regresen a la Luna. Pero antes de que eso suceda, dice Vondrak, es necesario comprender mucho más sobre la radiación y la topografía de la superficie de la Luna.
Durante Apollo, hubo una serie de errores casi fatales, dice Smith. No aterrizamos en una superficie plana, y había cantos rodados por todas partes, lo que podría haber dañado el vehículo e impedido el regreso a la Tierra. Los estándares de seguridad de hoy no habrían permitido a Apollo.
El programa de naves espaciales tripuladas Apolo se cerró en 1975, y no fue hasta la década de 1990 que Estados Unidos envió más satélites a orbitar la Luna. Clementina y el Prospector lunar , que pasó meses orbitando la Luna y enviando datos. Clementina fue un proyecto conjunto entre el Departamento de Defensa de los Estados Unidos y la NASA que también probó nuevas tecnologías balísticas; Estados Unidos no ha lanzado ninguna otra sonda lunar desde entonces.
LRO recopilará más datos con mayor precisión para que los científicos puedan encontrar sitios de aterrizaje seguros y ricos en recursos y diseñar sistemas apropiados para el entorno lunar, dice Vondrak.
LRO orbitará la Luna durante un año a una altitud de 50 kilómetros. Los satélites estadounidenses anteriores mantuvieron una altitud de aproximadamente 100 a 200 kilómetros, al igual que los enviados por otros países, como el de China. Cambio 1 y de Japón Kaguya , ambos lanzados en 2007. Orbitar a menor altitud permite que la nave tenga una vista más cercana de la Luna, lo que le permite obtener imágenes de mayor resolución, mapas muy detallados y mediciones de temperatura más precisas, dice Vondrak.
El orbitador lunar está equipado con seis instrumentos novedosos, dos de los cuales debutarán en el espacio: un telescopio de rayos cósmicos, que medirá los efectos que tendría la radiación lunar en los humanos, y un altímetro láser, que hará mapas del planeta. superficie de la Luna.
El telescopio de rayos cósmicos, llamado Cráter , es un nuevo tipo de sensor desarrollado por el MIT, la Universidad de Boston, la Universidad de Tennessee en Knoxville y la Corporación aeroespacial . Puede medir el entorno de radiación, no solo en el espacio, sino también como lo experimentarían los astronautas en la superficie en el día a día. Al caracterizar la radiación, podemos construir un mejor blindaje en las naves espaciales para que los astronautas puedan sobrevivir a viajes largos a la Luna y Marte, dice Justin Kasper, astrofísico del personal de la Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica y el científico del proyecto de Crater.
El cuerpo humano responde a la radiación de diferentes formas, dependiendo de la intensidad, duración y composición de las partículas radiactivas. Las dos cosas que más preocupan a los científicos son el envenenamiento agudo por radiación, por ejemplo, una erupción solar, y la exposición prolongada a los rayos cósmicos galácticos, que pueden aumentar el riesgo de cáncer. En todos los casos, el peligro es que la radiación ionizante [partículas cargadas de alta energía] puede romper los enlaces atómicos en el ADN y dañar las células y los tejidos, dice Kasper.
El detector de radiación consta de una serie de semiconductores de silicio, cada uno de unos 35 milímetros de diámetro y un milímetro de alto. Entre las piezas de silicio, los científicos han insertado grandes bloques de material llamado plástico equivalente al tejido. Los bloques son cerosos y parecen crayones negros gigantes, pero tienen la misma composición química que el tejido humano, dice Kasper.
Entonces, mientras que el silicio mide la energía y la composición de las partículas a medida que pasan volando a través del detector (una técnica probada para medir la radiación), el plástico se usa para medir sus efectos biológicos. Anteriormente, los datos de los detectores de radiación se enviaban a la Tierra, donde los científicos intentaron calcular el efecto que tendría la radiación medida en los humanos. El material plástico proporciona una medición directa y más precisa de cómo es la radiación en diferentes profundidades del tejido humano, dice Kasper.
El segundo instrumento que realiza su primer vuelo espacial es el altímetro láser orbitador lunar ( LOLA ), desarrollado por ingenieros del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA. Utiliza luz láser para medir la distancia entre la nave espacial y la superficie de la Luna. Va a medir esa distancia con mucha precisión, a unos 10 centímetros, y hará mediciones 28 veces por segundo, dice Smith de la NASA, quien también es el investigador principal de LOLA. A diferencia de los instrumentos actuales, que envían un solo rayo láser con pocas repeticiones, el nuevo altímetro envía cinco rayos enfocados de luz láser que se reflejan y son recibidos por cinco detectores separados, para un total de 140 mediciones por segundo.
Esto permite a los científicos hacer un mapa muy preciso de alta densidad de la forma de la superficie lunar. Podemos determinar la altitud y la pendiente de diferentes puntos de la Luna, así como la rugosidad del terreno, dice Smith. También podemos aprender sobre las propiedades de la superficie, por ejemplo, la forma de los cráteres y su profundidad y tamaño. El objetivo final es identificar el mejor lugar, preferiblemente plano, para que un módulo de aterrizaje grande aterrice y para que los astronautas hagan una base.
Crater y LOLA estarán acompañados en el orbitador lunar por otros cuatro instrumentos que tomarán imágenes y mapearán la Luna, medirán las temperaturas de la superficie para identificar posibles depósitos de hielo y buscarán hidrógeno en las regiones polares lunares. Todos los datos se enviarán continuamente a la Tierra para su análisis.
LRO es la primera de nuestras misiones de exploración para regresar a la Luna y tendrá un impacto significativo en los futuros vuelos espaciales tripulados, dice Vondrak.