La Universidad Estatal de Arizona (ASU) está desarrollando un pequeño satélite que buscará hidrógeno en los cráteres lunares con el objetivo final de crear el mapa más detallado de los depósitos de agua de la luna. La nave espacial denominado Mapeador de hidrógeno polar lunar (LunaH-Map), Se espera que arroje nueva luz sobre la profundidad y distribución del hielo de agua en la Luna.

LunaH-Map es un CubeSat de seis unidades con dimensiones de 3.9 × 7.9 × 11.8 pulgadas (10 × 20 × 30 centímetros) y una masa de aproximadamente 30 libras. (14 kilogramos). Se planea lanzar el satélite del tamaño de una caja de zapatos en septiembre de 2018 como parte de la Misión de Exploración 1 de la NASA (EM-1) que enviará una nave espacial Orion sin tripulación en un viaje alrededor de la luna. El CubeSat se insertará en un sistema altamente elíptico, baja periluna (3,1 a 6,2 millas, o 5 a 10 kilómetros) órbita centrada alrededor del Polo Sur de la Luna.

El orbitador pasará unos 60 días realizando investigaciones, completando 141 órbitas científicas. Aunque LunaH-Map es más pequeño que las misiones típicas de la NASA y es más barato que las sondas anteriores enviadas a la luna, Las expectativas son muy altas para esta nave espacial construida por la universidad.

"LunaH-Map tiene el potencial de devolver mapas de alta resolución de recuentos de neutrones sobre el polo sur de la luna, revelando cualquier enriquecimiento significativo en el hielo de agua dentro de las regiones en sombra permanente. Estos mapas podrían usarse para comprender mejor las fuentes y los sumideros de volátiles en nuestro sistema solar, así como para determinar los lugares de aterrizaje futuros de los rovers o incluso los humanos, "Craig Hardgrove, El investigador principal de LunaH-Map en la Escuela de Exploración de la Tierra y el Espacio de ASU dijo a Astrowatch.net.

Para mapear con éxito los depósitos de agua en la luna, LunaH-Map utilizará sus dos espectrómetros de neutrones idénticos que constan de una matriz de ocho elpasolitas (Cs ₂ YLiCl ₆ :Ce o CLYC) cada uno. Una matriz tiene aproximadamente dos centímetros de grosor y un volumen de aproximadamente 100 centímetros cuadrados.

Los espectrómetros trazarán un mapa de la distribución del hidrógeno a una escala espacial igual a aproximadamente una vez y media la altitud orbital. Los instrumentos mapearán el hidrógeno dentro de cráteres permanentemente sombreados para determinar su distribución espacial; mapear las distribuciones de hidrógeno con una profundidad máxima de un metro, así como mapear su distribución en otras regiones permanentemente sombreadas en todo el Polo Sur. En consecuencia, LunaH-Map debería producir mapas de hidrógeno cerca de la superficie a escalas espaciales sin precedentes de aproximadamente 7,5 kilómetros / píxel.

"Los espectrómetros de neutrones buscan reducciones en la cantidad de neutrones de alta energía que se escapan de la superficie lunar y lo utilizan como aproximación de la cantidad de hidrógeno y, por lo tanto, de hielo de agua que podría estar contenido en el regolito lunar. El detector utiliza una serie de cristales centelleadores que producen un pequeño destello de luz cuando son golpeados por un neutrón. La energía asociada con cada destello de luz se cuenta en la electrónica del detector y se puede usar para producir un mapa de tasas de recuento de neutrones sobre la superficie lunar, "Dijo Hardgrove.

Dado el hecho de que el hielo de agua se enriquece en los polos de la luna, particularmente dentro de las regiones que están en permanente sombra, LunaH-Map volará sobre varias de estas regiones varias veces desde una altitud muy baja. Adquirirá recuentos de neutrones que pueden relacionarse con la abundancia de hidrógeno dentro del metro superior de la superficie lunar. La baja altitud (menos de 10 kilómetros sobre la superficie) permitirá a la nave mejorar los mapas de las regiones permanentemente sombreadas al "ver" cualquier región dentro de ellos que esté sustancialmente enriquecida en hidrógeno.

El equipo de la misión considera la posibilidad de equipar la nave espacial LunaH-Map en una pequeña cámara a color. Sin embargo, un instrumento de imágenes en color de este tipo no es necesario para la misión científica principal de la sonda, por lo tanto, el rastreador de estrellas de LunaH-Map podría usarse como una cámara en blanco y negro.

Además de realizar investigaciones científicas, LunaH-Map también demostrará varias tecnologías nuevas que podrían ser muy útiles en futuras misiones de espacio profundo de CubeSat. Es un sistema de propulsión altamente eficiente que produce un empuje muy bajo que con el tiempo puede cambiar suficientemente la velocidad de la nave espacial. permitiendo que la nave espacial alcance la órbita lunar. Además del sistema de propulsión de iones, LunaH-Map will test a new deep-space radio for CubeSats, new solar arrays that provide higher power, a new flight computer and attitude control system, and a new science instrument.

"The demonstrated success of any one of these technologies will be a fantastic achievement for deep space CubeSats, " Hardgrove said.

He also underlined the importance of this mission for ASU. Although LunaH-Map is not the first planetary science mission for which ASU has provided instrumentation or science expertise, LunaH-Map is the first full planetary science mission to be led by ASU and the School of Earth and Exploration.

"The School of Earth and Space Exploration brings together scientists and engineers across multiple disciplines, and the selection of LunaH-Map, and more recently Psyche and Lucy, demonstrate that NASA is interested in supporting this model of ground-up, interdisciplinary, development of planetary science missions. The success of all these missions will not only enhance our knowledge of the solar system, but hopefully provide inspiration to Arizona students and excellent opportunities to engage ASU students, faculty and staff in missions of exploration across multiple disciplines, " Hardgrove concluded.

On its way towards the launch in September 2018, LunaH-Map has already passed a Preliminary Design Review in August 2016 and is scheduled for a Critical Design Review in May 2017.