Encontrar naves espaciales abandonadas y desechos espaciales en la órbita de la Tierra puede ser un desafío tecnológico. Detectar estos objetos en órbita alrededor de la luna de la Tierra es aún más difícil. Los telescopios ópticos no pueden buscar objetos pequeños escondidos en el resplandor brillante de la luna. Sin embargo, una nueva aplicación tecnológica de radar interplanetario iniciada por científicos del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, ha localizado con éxito naves espaciales en órbita alrededor de la luna, una activa, y uno dormido. Esta nueva técnica podría ayudar a los planificadores de futuras misiones lunares.

"Hemos podido detectar el Lunar Reconnaissance Orbiter [LRO] de la NASA y la nave espacial Chandrayaan-1 de la Organización de Investigación Espacial de la India en órbita lunar con un radar terrestre, "dijo Marina Brozovic, científico de radar en JPL e investigador principal del proyecto de prueba. "Encontrar LRO fue relativamente fácil, ya que estábamos trabajando con los navegantes de la misión y teníamos datos precisos de la órbita donde se encontraba. Encontrar el Chandrayaan-1 de la India requirió un poco más de trabajo de detective porque el último contacto con la nave espacial fue en agosto de 2009 ".

Agregue a la mezcla que la nave espacial Chandrayaan-1 es muy pequeña, un cubo de aproximadamente cinco pies (1.5 metros) de cada lado, aproximadamente la mitad del tamaño de un automóvil inteligente. Aunque el radar interplanetario se ha utilizado para observar pequeños asteroides a varios millones de millas de la Tierra, Los investigadores no estaban seguros de que se pudiera detectar un objeto de este tamaño más pequeño tan lejos como la luna, incluso con los radares más potentes del mundo. Chandrayaan-1 resultó ser el objetivo perfecto para demostrar la capacidad de esta técnica.

Si bien todos usan microondas, no todos los transmisores de radar son iguales. El arma de radar de la policía promedio tiene un alcance operativo de aproximadamente una milla, mientras que el radar de control de tráfico aéreo llega a unas 60 millas. Para encontrar una nave espacial 237, 000 millas (380, 000 kilómetros) de distancia, El equipo de JPL utilizó la antena de 70 metros (230 pies) de la NASA en el Complejo de Comunicaciones del Espacio Profundo Goldstone de la NASA en California para enviar un potente haz de microondas dirigido hacia la luna. Luego, los ecos de radar rebotados desde la órbita lunar fueron recibidos por el Telescopio Green Bank de 100 metros (330 pies) en Virginia Occidental.

Encontrar una nave espacial abandonada a una distancia lunar que no haya sido rastreada durante años es complicado porque la luna está plagada de mascons (regiones con una atracción gravitacional superior a la media) que pueden afectar drásticamente la órbita de una nave espacial a lo largo del tiempo. e incluso hacer que se estrellara contra la luna. Los cálculos orbitales de JPL indicaron que Chandrayaan-1 todavía está dando vueltas a unas 124 millas (200 kilómetros) sobre la superficie lunar, pero generalmente se consideró "perdido".

Sin embargo, con Chandrayaan-1, el equipo de radar utilizó el hecho de que esta nave espacial está en órbita polar alrededor de la luna, por lo que siempre cruzaría por encima de los polos lunares en cada órbita. Entonces, el 2 de julio 2016, el equipo apuntó a Goldstone y Green Bank en una ubicación a unas 100 millas (160 kilómetros) sobre el polo norte de la luna y esperó para ver si la nave espacial perdida cruzaba el rayo del radar. Se predijo que Chandrayaan-1 completaría una órbita alrededor de la luna cada dos horas y 8 minutos. Algo que tenía una firma de radar de una pequeña nave espacial cruzó el rayo dos veces durante cuatro horas de observaciones, y los tiempos entre detecciones coincidieron con el tiempo que le tomaría a Chandrayaan-1 completar una órbita y regresar a la misma posición sobre el polo de la luna.

El equipo utilizó datos de la señal de retorno para estimar su velocidad y la distancia al objetivo. Esta información se utilizó luego para actualizar las predicciones orbitales de Chandrayaan-1.

"Resulta que necesitábamos cambiar la ubicación de Chandrayaan-1 unos 180 grados, o medio ciclo de las antiguas estimaciones orbitales de 2009, "dijo Ryan Park, el gerente del grupo de Dinámica del Sistema Solar de JPL, que devolvió la nueva órbita al equipo de radar. "Pero de otro modo, La órbita de Chandrayaan-1 todavía tenía la forma y la alineación que esperábamos ".

Los ecos de radar de la nave espacial se obtuvieron siete veces más durante tres meses y están en perfecto acuerdo con las nuevas predicciones orbitales. Algunas de las observaciones de seguimiento se realizaron con el Observatorio de Arecibo en Puerto Rico, que tiene el sistema de radar astronómico más poderoso de la Tierra. Arecibo es operado por la National Science Foundation con fondos de la Oficina de Coordinación de Defensa Planetaria de la NASA para la capacidad de radar.

La búsqueda de LRO y el redescubrimiento de Chandrayaan-1 han proporcionado el comienzo de una nueva capacidad única. Trabajando juntos, las grandes antenas de radar de Goldstone, Arecibo y Green Bank demostraron que pueden detectar y rastrear incluso pequeñas naves espaciales en órbita lunar. Los radares terrestres posiblemente podrían desempeñar un papel en futuras misiones robóticas y humanas a la luna, tanto para una herramienta de evaluación del peligro de colisión como como un mecanismo de seguridad para las naves espaciales que se encuentran con problemas de navegación o comunicación.