La próxima misión de la Nasa a la Luna llevará un instrumento llamado LEXI (Lunar Environment Heliospheric X-ray Imager), que proporcionará la primera vista global del entorno magnético que protege a la Tierra de la radiación solar. Un sensor de rayos X de la Nasa, como parte de la campaña Artemisa de la agencia, se dirigirá a la Luna donde capturará las primeras imágenes globales del campo magnético que protege a la Tierra de la radiación solar.
El instrumento LEXI es una de las 10 cargas útiles a bordo de la próxima entrega lunar a través de la iniciativa CLPS (Servicios de Carga Lunar Comercial) de la Nasa, que se lanzará desde el Centro Espacial Kennedy de la agencia en Florida no antes de mediados de enero, con el módulo de aterrizaje Blue Ghost de Firefly Aerospace. El instrumento respaldará el objetivo de la Nasa de comprender cómo nuestro planeta natal responde al clima espacial, las condiciones en el espacio impulsadas por el Sol.
Una vez que se disipe el polvo que deje su aterrizaje en la Luna, LEXI se encenderá, se calentará y volverá a enfocar hacia la Tierra. Durante seis días, recopilará imágenes de los rayos X que emanan de los bordes de la amplia magnetosfera del planeta. Esta vista integral podría ilustrar cómo este límite protector responde al clima espacial y otras fuerzas cósmicas, así como también cómo puede abrirse para permitir el ingreso de corrientes de partículas solares cargadas, creando auroras y potencialmente dañando la infraestructura.
“Estamos tratando de obtener una visión general del entorno espacial de la Tierra”, dijo Brian Walsh, físico espacial de la Universidad de Boston e investigador principal de LEXI. “Mucha física puede ser esotérica o difícil de seguir sin años de entrenamiento específico, pero esta será una ciencia que se podrá ver”.
Lo que LEXI verá son los rayos X de baja energía que se forman cuando una corriente de partículas provenientes del Sol, llamada viento solar, choca contra el campo magnético de la Tierra. Esto sucede en el borde de la magnetosfera, llamado magnetopausa. Los investigadores han podido detectar recientemente estos rayos X en un mosaico de observaciones realizadas desde otros satélites e instrumentos. Sin embargo, desde el punto de vista de la Luna, toda la magnetopausa estará en el campo de visión de LEXI.
El equipo en la Tierra trabajará las 24 horas del día para rastrear cómo la magnetosfera se expande, se contrae y cambia de forma en respuesta a la fuerza del viento solar. “Esperamos ver la magnetosfera exhalando y respirando por primera vez”, dijo Hyunju Connor, astrofísica del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la Nasa en Greenbelt, Maryland, y líder de la Nasa para LEXI. “Cuando el viento solar es muy fuerte, la magnetosfera se encoge y empuja hacia atrás, hacia la Tierra, y luego se expande cuando el viento solar se debilita”.
El instrumento LEXI también estará preparado para captar la reconexión magnética, que es cuando las líneas de campo de la magnetosfera se fusionan con las del viento solar y liberan partículas energéticas que caen sobre los polos de la Tierra. Esto podría ayudar a los investigadores a responder preguntas persistentes sobre estos eventos, incluyendo si ocurren en varios sitios simultáneamente, si ocurren de manera constante o en ráfagas, y más.
Estas partículas solares que llegan a la atmósfera de la Tierra pueden causar auroras brillantes, pero también pueden dañar los satélites que orbitan el planeta o interferir con las redes eléctricas en la Tierra. “Queremos entender cómo se comporta la naturaleza”, dijo Connor, “y al comprender esto podemos ayudar a proteger nuestra infraestructura en el espacio”.
El CLPS no será el primer viaje de LEXI al espacio. Un equipo de Goddard, entre ellos Walsh, construyó el instrumento entonces llamado STORM para probar la tecnología de detección de rayos X de baja energía en un amplio campo de visión. En 2012, STORM se lanzó al espacio en un cohete sonda, recopiló imágenes de rayos X y luego regresó a la Tierra.
Terminó en una vitrina en Goddard, donde permaneció durante una década. Cuando la Nasa lanzó una convocatoria para proyectos CLPS que pudieran realizarse rápidamente y con un presupuesto limitado, Walsh pensó en el instrumento y en el potencial que podría ofrecer para observar desde la superficie lunar. “Romperíamos el vidrio, no literalmente, pero lo quitaríamos, lo restauraríamos y lo reacondicionaríamos, y eso nos permitiría mirar atrás y obtener esta imagen global que nunca antes habíamos tenido”, dijo. Se reemplazaron algunos componentes ópticos y otros viejos, pero el instrumento estaba en buenas condiciones en general y ahora está listo para volar nuevamente. “Podemos obtener mucha ciencia realmente valiosa de esto”, añadió.
En el marco del modelo CLPS, la Nasa está invirtiendo en servicios de entrega comercial a la Luna para permitir el crecimiento de la industria y apoyar la exploración lunar a largo plazo. Como cliente principal de las entregas de CLPS, la Nasa aspira a ser uno de los muchos clientes de los vuelos futuros.
Nasa Goddard es un colaborador científico principal en LEXI. El Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la Nasa en Huntsville, Alabama, gestiona el desarrollo de siete de las 10 cargas útiles CLPS transportadas en el módulo de aterrizaje lunar Blue Ghost de Firefly, incluida LEXI.
