Cuando el Lunar Trailblazer de la Nasa comience a orbitar la Luna el año que viene, ayudará a resolver el misterio de dónde está el agua de la Luna. Los científicos han visto señales que sugieren que existe incluso en lugares donde las temperaturas se disparan en la superficie lunar, y hay buenas razones para creer que se puede encontrar en forma de hielo superficial en cráteres permanentemente en sombra, lugares que no han recibido luz solar directa durante miles de millones de años. Pero, hasta ahora, ha habido pocas respuestas definitivas, y una comprensión completa de la naturaleza del ciclo del agua de la Luna sigue obstinadamente fuera de alcance.
Aquí es donde entra en juego Lunar Trailblazer. Gestionado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la Nasa y dirigido por Caltech en Pasadena, California, el pequeño satélite mapeará el agua superficial de la Luna con un detalle sin precedentes para determinar la abundancia del agua, su ubicación, su forma y cómo cambia con el tiempo.
“Realizar mediciones de alta resolución del tipo y la cantidad de agua lunar nos ayudará a comprender el ciclo del agua lunar y proporcionará pistas para otras preguntas, como cómo y cuándo la Tierra obtuvo su agua”, dijo Bethany Ehlmann, investigadora principal de Lunar Trailblazer en Caltech. “Pero comprender el inventario de agua lunar también es importante si queremos establecer una presencia humana y robótica sostenida en la Luna y más allá”.
Los futuros exploradores podrían procesar el hielo lunar para crear oxígeno respirable o incluso combustible. Y también podrían realizar investigaciones científicas. Utilizando la información de Lunar Trailblazer, futuras investigaciones científicas humanas o robóticas podrían tomar muestras del hielo para estudiarlas más tarde y determinar de dónde proviene el agua. Por ejemplo, la presencia de amoniaco en muestras de hielo puede indicar que el agua proviene de cometas; el azufre, por otro lado, podría mostrar que fue expulsado a la superficie desde el interior lunar cuando la Luna era joven y volcánicamente activa.
La nave espacial pesa solo 200 kilogramos y mide 3,5 metros de ancho cuando sus paneles solares están completamente desplegados. “En el futuro, los científicos podrían analizar el hielo en el interior de los cráteres permanentemente en sombra para aprender más sobre los orígenes del agua en la Luna”, dijo Rachel Klima, investigadora principal adjunta de Lunar Trailblazer en el Laboratorio de Física Aplicada de Johns Hopkins en Laurel, Maryland. “Al igual que un núcleo de hielo de un glaciar en la Tierra puede revelar la historia antigua de la composición atmosférica de nuestro planeta, este hielo lunar prístino podría proporcionar pistas sobre de dónde vino esa agua y cómo y cuándo llegó allí”.
También es importante desde el punto de vista científico comprender si las moléculas de agua se mueven libremente por la superficie de la Luna o si están atrapadas en el interior de rocas. Las moléculas de agua podrían desplazarse desde las “trampas frías” heladas a otros lugares a lo largo del día lunar. La escarcha calentada por el Sol se sublima (pasa de hielo sólido a gas sin pasar por una fase líquida), lo que permite que las moléculas se desplacen en estado gaseoso a otros lugares fríos, donde podrían formar nueva escarcha a medida que el Sol se desplaza por encima. Saber cómo se mueve el agua en la Luna también podría conducir a nuevos conocimientos sobre los ciclos del agua en otros cuerpos sin aire, como los asteroides.
Dos instrumentos científicos a bordo de la nave espacial ayudarán a desvelar estos secretos: el espectrómetro infrarrojo High-resolution Volatiles and Minerals Moon Mapper (HVM3) y el generador de imágenes multiespectrales infrarrojas Lunar Thermal Mapper (LTM).
Desarrollado por el JPL, el HVM3 detectará y mapeará las huellas espectrales, o longitudes de onda de la luz solar reflejada, de los minerales y las diferentes formas de agua en la superficie lunar. El espectrómetro puede utilizar la débil luz reflejada de las paredes de los cráteres para ver el fondo incluso de los cráteres permanentemente en sombra.
El instrumento LTM, construido por la Universidad de Oxford y financiado por la Agencia Espacial del Reino Unido, cartografiará los minerales y las propiedades térmicas del mismo paisaje lunar. Juntos crearán una imagen de la abundancia, la ubicación y la forma del agua, al tiempo que rastrearán cómo cambia su distribución con el tiempo.
“El instrumento LTM mapea con precisión la temperatura de la superficie de la Luna mientras que el instrumento HVM3 busca la firma espectral de las moléculas de agua”, dijo Neil Bowles, científico de instrumentos para LTM en la Universidad de Oxford. “Ambos instrumentos nos permitirán entender cómo la temperatura de la superficie afecta al agua, mejorando nuestro conocimiento de la presencia y distribución de estas moléculas en la Luna”.
Lunar Trailblazer orbitará la Luna a unos 100 kilómetros de la superficie. La misión fue seleccionada por el programa SIMPLEx (Small Innovative Missions for Planetary Exploration) de la Nasa en 2019 y viajará en el mismo lanzamiento que la entrega de Intuitive Machines-2 a la Luna a través de la iniciativa Commercial Lunar Payload Services de la Nasa. Lunar Trailblazer pasó una revisión crítica de preparación operativa a principios de este mes en Caltech después de completar las pruebas ambientales en agosto en Lockheed Martin Space en Littleton, Colorado, donde fue ensamblado.
El orbitador y sus instrumentos científicos están siendo sometidos a pruebas de software del sistema de vuelo que simulan aspectos clave del lanzamiento, las maniobras y la misión científica mientras se encuentran en órbita alrededor de la Luna. Al mismo tiempo, el equipo de operaciones dirigido por IPAC en Caltech está realizando pruebas para simular el comando, la comunicación con la Red de Espacio Profundo de la Nasa y la navegación.
