Una luz láser que brilla en la oscuridad podría impulsar la exploración robótica de los lugares más tentadores de nuestro sistema solar:los cráteres en sombra permanente alrededor de los polos de la luna, se cree que es rico en hielo de agua y otros materiales valiosos.

El programa Discovery &Preparation de la ESA financió el diseño de un sistema láser para mantener a un rover con suministro de energía a una distancia de hasta 15 km mientras explora algunos de estos cráteres oscuros.

En las latitudes lunares más altas, el sol permanece bajo en el horizonte todo el año, proyectando largas sombras que mantienen los cráteres hundidos atascados en una sombra permanente, potencialmente en una escala de tiempo de miles de millones de años. Datos del Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA, Los orbitadores Chandrayaan-1 de India y SMART-1 de la ESA muestran que estas "regiones en sombra permanente" son ricas en hidrógeno, sugiriendo fuertemente que se puede encontrar hielo de agua allí.

Además de tener interés científico, este hielo sería valioso para los colonos lunares, como fuente de agua potable, oxígeno para respirar, así como una fuente de combustible para cohetes de hidrógeno. Pero saberlo con certeza requiere ir a estos cráteres oscuros y perforar.

Cualquier rover que buscara prospecciones en las regiones sombreadas tendría que prescindir de la energía solar, mientras se enfrenta a temperaturas comparables a la superficie de Plutón, hasta –240 ° C, solo 30 grados por encima del cero absoluto.

"La sugerencia estándar para tal situación es equipar el rover con generadores termoeléctricos de radioisótopos de base nuclear, ", comenta el ingeniero de robótica de la ESA, Michel Van Winnendael." Pero esto presenta problemas de complejidad, Gestión térmica y de costes:el rover podría calentarse tanto que la prospección y el análisis de muestras de hielo en realidad se vuelven poco prácticos.

"Como alternativa, este estudio analizó el aprovechamiento de un sistema de energía basado en láser, inspirado en experimentos de láser terrestre para mantener a los drones encendidos y volando durante horas y horas ".

El PHILIP de 10 meses, "Impulsando rovers mediante inducción láser de alta intensidad en planetas, "El contrato fue celebrado para la ESA por la empresa italiana Leonardo y el Instituto Nacional de Investigación y Desarrollo de Optoelectrónica de Rumania, llegando con un diseño completo de misión de exploración impulsada por láser.

Esto incluyó seleccionar una ubicación para el módulo de aterrizaje de la misión, en una región casi permanentemente iluminada por el sol entre los cráteres de Gerlache y Shackleton del Polo Sur. Este módulo de aterrizaje albergaría un láser infrarrojo de 500 vatios alimentado por energía solar, que mantendría entrenado en un rover de 250 kg cuando entrara en las regiones sombreadas.

El rover convertiría esta luz láser en energía eléctrica usando una versión modificada de un panel solar estándar, con fotodiodos en los lados del panel manteniéndolo bloqueado en el láser hasta una precisión de escala de centímetros.

El estudio identificó rutas que llevarían al rover hacia abajo en una pendiente relativamente suave de 10 grados mientras lo mantenían en la línea de visión directa del módulo de aterrizaje. El rayo láser podría utilizarse como enlace de comunicaciones bidireccional, con un catadióptrico modulante montado en el segundo de los paneles solares del rover, enviando pulsos de señal en luz reflejada de regreso al módulo de aterrizaje.

Guiar los requisitos del proyecto, La ESA ha realizado previamente pruebas de campo por la noche en Tenerife, similar a la luna, para simular operaciones de rover en sombra permanente.

Michel agrega:"Con el proyecto PHILIP completado, Estamos un paso más cerca de impulsar rovers con láseres para explorar las partes oscuras de la luna. Estamos en la etapa en la que podrían comenzar la creación de prototipos y las pruebas, emprendido por los programas tecnológicos de seguimiento de la ESA ".