La carrera espacial entre Estados Unidos y Rusia terminó hace medio siglo cuando los astronautas estadounidenses se convirtieron en los primeros en caminar sobre la luna. Hoy hay otra carrera impulsado por el exitoso aterrizaje de China en el lado opuesto de la luna y la participación de empresas privadas y agencias espaciales nacionales, para devolver a los humanos a la superficie lunar.

Pero construir una base lunar y vivir realmente en la luna requerirá una planificación cuidadosa. Primero, necesitamos identificar y mapear los recursos lunares disponibles, incluyendo hidrógeno y hielo de agua. Estos compuestos son cruciales si queremos crear aire respirable y combustible para cohetes. ya sea para un observatorio o una plataforma de lanzamiento para ir a los planetas exteriores de nuestro sistema solar.

Pero enviar misiones para mapear la luna en busca de recursos con suficiente detalle para permitir futuros establecimientos es una empresa costosa que llevará mucho tiempo. Afortunadamente, hay un atajo:pequeños satélites llamados CubeSats.

Hay muchos recursos deseables en la luna, desde el hielo de agua que puede darnos combustible y aire y otros elementos volátiles hasta el titanio. Estos pueden haberse acumulado en regiones polares permanentemente sombreadas, donde hace demasiado frío para que se vaporicen.

Misiones lunares orbitales y terrestres anteriores nos han proporcionado una amplia visión general de la geología de la superficie lunar. Este conocimiento se ha visto reforzado por las muestras lunares devueltas de las misiones de retorno de muestras de Apolo y Luna, así como meteoritos lunares recuperados.

De hecho, así es como obtuvimos la evidencia del hielo de agua lunar en regiones permanentemente en sombra. También hemos aprendido que la superficie lunar está compuesta de cantidades variables de ilmenita y minerales de óxido relacionados, así como minerales de silicato y hierro nanofásico (material con tamaños de grano por debajo de 100 nanómetros), que son útiles para futuras construcciones en la luna.

Pero este conocimiento no nos llevará muy lejos. También necesitamos saber exactamente cómo se distribuyen las sustancias y en qué forma se encuentran. ¿Están libres o unidas a algo? ¿Están en el fondo? ¿Cómo interactúan con la superficie lunar? No podemos extraerlos con éxito sin saber tales cosas.

Si queremos llegar al fondo de estas preguntas, necesitamos nuevas misiones de bajo costo que puedan lograrse más rápidamente en comparación con los proyectos tradicionalmente grandes y costosos.

Nano-satélites

Minisatélites y microsatélites, una tecnología que ha madurado durante los últimos 40 años para abaratar considerablemente la ciencia espacial, por lo tanto, se han presentado como una gran opción. En años más recientes, incluso hemos comenzado a considerar el uso de plataformas de nanosatélites, como CubeSats. Se trata de pequeños satélites que pesan unas pocas decenas de kilogramos en los que se ha desarrollado una plataforma estándar en la que se pueden instalar diferentes instrumentos.

La exploración robótica del sistema solar utilizando nano-satélites es atractiva porque son más baratos, menos riesgosos y tienen un cronograma de desarrollo más corto en comparación con las misiones científicas tradicionales. Por lo tanto, la NASA está planeando una serie de misiones lunares utilizando CubeSats, incluida Lunar Flashlight, LunaH-Map y Lunar Ice-Cube, todo lo cual ayudará a mejorar nuestra comprensión de la distribución espacial del hielo de agua en las trampas frías lunares. Sin embargo, la resolución espacial de las observaciones de estas misiones no es excelente, del orden de uno a muchos kilómetros.

Dado que los futuros módulos de aterrizaje lunares o rovers destinados a regiones permanentemente en sombra probablemente tendrán una movilidad limitada, Es necesario mejorar la precisión espacial de los mapas de hielo de agua. Trabajo en otra misión CubeSat llamada Volatile &Mineralogy Mapping Orbiter (VMMO) financiada por la Agencia Espacial Europea, que podrá lograr esto utilizando tecnología láser.

VMMO tiene como objetivo abordar varios aspectos clave de la futura exploración lunar. Adoptando el diseño "12U CubeSat, "que tiene unas dimensiones de 120 x 10 x 10 cm, cartografiará la ubicación de los recursos relevantes y las sustancias volátiles en cantidades suficientes para ser operativamente útil para que los futuros colonos lunares produzcan combustible y aire respirable. Su carga útil científica primaria es un instrumento láser miniaturizado que sondearía el cráter Shackleton, adyacente al Polo Sur, para medir la abundancia de agua helada.

Específicamente, el instrumento usa un lidar, un método topográfico que puede obtener imágenes de un objeto iluminándolo con luz láser y midiendo la luz reflejada con un sensor. Escaneando un camino de diez metros de ancho, el instrumento tardaría alrededor de 260 días en construir un mapa de alta resolución del hielo de agua dentro del cráter de 20 kilómetros de diámetro de esta manera.

También mapeará recursos lunares como la ilmenita (TiFeO3) mientras vuela sobre regiones iluminadas por el sol, así como monitorear la distribución de hielo y otras sustancias en áreas oscuras. Esto nos ayudará a comprender cómo los condensados ​​migran a través de la superficie durante la noche lunar de dos semanas.

La misión VMMO se lanzará en 2023. Si todo va bien, Ayudará a allanar el camino para la exploración lunar europea en dirección a una aldea lunar y la explotación comercial en el período 2030-2040.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.