Se cree que el cráter Shackleton, en el Polo Sur de la Luna, alberga grandes cantidades de hielo de agua en lo profundo de su sombra. Crédito: NASA
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China está buscando aterrizar naves espaciales cerca de regiones permanentemente sombreadas cerca del polo sur de la luna para investigar la posible presencia de recursos atrapados en cráteres.Investigadores del Laboratorio Clave de Ciencias de la Información de Ondas Electromagnéticas de la Universidad de Fudan publicaron un artículo en el Journal of Deep Space Exploration sobre la selección del sitio de aterrizaje en regiones permanentemente sombreadas (PSR) en la luna, lo que indica que la misión Chang’e-7 de China intentará un aterrizaje de punto fijo altamente preciso en un área iluminada por el sol, como el borde de un cráter cerca del polo sur lunar. El lugar de aterrizaje también estará cerca de un PSR que luego podría ser buscado y muestreado para detectar agua y otros volátiles. Los PSR no reciben luz solar debido a su latitud y elevación. Con temperaturas de alrededor de -230 grados centígrados, los PSR son más fríos que la superficie de Plutón, lo que los convierte en trampas potenciales para volátiles que incluyen hielo de agua, pero también metano, dióxido de carbono, amoníaco y más.Tales recursos podrían ayudar a apoyar a los exploradores humanos en la luna, con hielo de agua convertido en agua potable, o electrolizado para producir propulsor de cohetes.
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La misión Chang’e-7, que se espera que se lance en 2024 o 2025, consistirá en múltiples naves espaciales, incluido un orbitador, un satélite de retransmisión, un módulo de aterrizaje, un rover y un “mini detector volador”. La búsqueda de hielo de agua en una región permanentemente sombreada (PSR) se observa como un objetivo importante de la misión.
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La búsqueda PSR será llevada a cabo por el mini detector volador Chang’e-7. Un diseño candidato principal parece ser un módulo de aterrizaje repetitivo móvil de seis patas llamado HexaMRL y desarrollado por la Universidad Jiao Tong de Shanghai. La nave sería capaz de numerosos despegues y aterrizajes, moviéndose usando sus seis patas y muestreando el regolito lunar.
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Los autores del documento del sitio de aterrizaje utilizan datos de radar de apertura sintética (SAR) adquiridos por el Mini-RF a bordo del Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA con imágenes ópticas y utilizan modelos digitales de elevación de alta resolución para tratar de encontrar áreas planas dentro de los cráteres Shackleton y Shoemaker para el aterrizaje y el muestreo de regolito por el mini detector volador.
Los conocimientos de este proceso se utilizan para aprender cómo el radar de apertura sintética de polarización (Pol-SAR) que transportará el orbitador Chang’e-7 se puede utilizar para evaluar la topografía y la rugosidad de la superficie lunar para seleccionar los sitios de aterrizaje y muestreo.
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El radar de imágenes de microondas permitiría obtener imágenes de alta resolución de una región sombreada, donde no se pueden realizar observaciones ópticas.
La misión podría tener grandes implicaciones para la exploración lunar, si confirma la presencia de recursos almacenados y accesibles.
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“Los PSR son de importancia crítica porque en este momento contienen los mayores reservorios potenciales de agua y volátiles en la luna, pero no sabemos mucho sobre el potencial de reserva”, dijo a SpaceNews Clive Neal, científico lunar de la Universidad de Notre Dame. “Ha habido algunos estudios que utilizan datos orbitales para tratar de estimar las abundancias dentro de los PSR, pero necesitamos la verdad terrestre en 3D. Así que necesitamos entrar y operar activos allí para comprender estos PSR y el hielo que hay dentro de ellos”. “Una sonda voladora o tolva es una forma de obtener datos puntuales dentro de un PSR y los datos serán esclarecedores. Pero necesitamos que los rovers en estos PSR comprendan la extensión real del hielo tanto en la superficie como en el subsuelo”. Neal señala que la investigación de los PSR será un desafío debido a la temperatura y la navegación, pero agrega que los datos de ShadowCam en la próxima misión KPLO de Corea del Sur producirán datos de navegación muy necesarios para la exploración de PSR. Neal también señala que cualquier volátil en Shackleton puede estar a kilómetros de distancia de un sitio de aterrizaje y por una pendiente de ángulo de 30 grados.China está lejos de ser el único actor interesado en los volátiles lunares del polo sur. La NASA planea lanzar su misión Volatiles Investigating Polar Exploration Rover (VIPER) a fines de 2023, cerca del borde occidental del cráter Nobile.Tanto China como Estados Unidos otorgarían un alto valor a las áreas que contienen volátiles, dado que ambas partes tienen planes lunares a largo plazo, lo que hace que su confirmación sea aún más importante. La NASA está desarrollando su Programa Artemisa, que exige una “presencia humana sostenida” en la Luna. Mientras tanto, China ha anunciado planes para construir la Estación Internacional de Investigación Lunar (ILRS) con Rusia. Aunque inicialmente robótica, la estación sería capaz de albergar estancias humanas a largo plazo en la luna en la década de 2030.
