Por primera vez desde 1972, la NASA realizará experimentos científicos en la Luna en 2024. Y gracias a las nuevas tecnologías y las asociaciones público-privadas, estos proyectos abrirán nuevos ámbitos de posibilidades científicas. Como parte de varios proyectos que se lanzarán este año, equipos de científicos, incluido yo mismo, realizaremos radioastronomía desde el polo sur y la cara oculta de la luna.
El programa comercial de servicios de carga lunar de la NASA, o CLPS, utilizará módulos de aterrizaje no tripulados para realizar los primeros experimentos científicos de la NASA desde la Luna en más de 50 años. El programa CLPS difiere de los programas espaciales anteriores. En lugar de que la NASA construya los módulos de aterrizaje y opere el programa, las empresas comerciales lo harán en una asociación público-privada. La NASA identificó alrededor de una docena de empresas que actuarán como proveedores de módulos de aterrizaje que irán a la luna.
La NASA compra espacio en estos módulos de aterrizaje para que las cargas científicas vuelen a la Luna, y las empresas diseñan, construyen y aseguran los módulos de aterrizaje, además de contratar empresas de cohetes para los lanzamientos. A diferencia del pasado, la NASA es uno de los clientes y no el único conductor.
Las dos primeras cargas útiles CLPS están programadas para lanzarse durante los primeros dos meses de 2024. Está la carga útil Astrobotics, que se lanzó el 8 de enero antes de experimentar un problema de combustible que acortó su viaje a la luna. A continuación, está la carga útil de Intuitive Machines, cuyo lanzamiento está previsto para mediados de febrero. La NASA también ha planeado algunos aterrizajes adicionales (alrededor de dos o tres por año) para cada uno de los próximos años.
Soy radioastrónomo y co-investigador del programa ROLSES de la NASA, también conocido como Observaciones de ondas de radio en la superficie lunar de la vaina del fotoelectrón. ROLSES fue construido por el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA y está dirigido por Natchimuthuk Gopalswamy.
El instrumento ROLSES se lanzará con Intuitive Machines en febrero. Entre ROLSES y otra misión programada para la cara oculta de la Luna dentro de dos años, LuSEE-Night, nuestros equipos aterrizarán los dos primeros radiotelescopios de la NASA en la Luna para 2026.
La Luna, particularmente su cara oculta, es un lugar ideal para hacer radioastronomía y estudiar señales de objetos extraterrestres como el Sol y la Vía Láctea. En la Tierra, la ionosfera, que contiene el campo magnético terrestre, distorsiona y absorbe señales de radio por debajo de la banda FM. Estas señales podrían codificarse o incluso no llegar a la superficie de la Tierra.
En la Tierra también hay señales de televisión, transmisiones por satélite y sistemas de radar de defensa que hacen ruido. Para realizar observaciones de mayor sensibilidad, hay que ir al espacio, lejos de la Tierra.
La luna es lo que los científicos llaman bloqueada por mareas. Un lado de la Luna siempre mira hacia la Tierra (el lado del "hombre en la Luna") y el otro lado, el lado opuesto, siempre mira en dirección opuesta a la Tierra. La Luna no tiene ionosfera, y con aproximadamente 2.000 millas de roca entre la Tierra y la cara oculta de la Luna, no hay interferencia. La radio está en silencio.
Para nuestra primera misión con ROLSES, que se lanzará en febrero de 2024, recopilaremos datos sobre las condiciones ambientales de la luna cerca de su polo sur. En la superficie de la luna, el viento solar golpea directamente la superficie lunar y crea un gas cargado, llamado plasma. Los electrones se desprenden de la superficie cargada negativamente para formar un gas altamente ionizado.
Esto no sucede en la Tierra porque el campo magnético desvía el viento solar. Pero no hay ningún campo magnético global en la Luna. Con un radiotelescopio de baja frecuencia como ROLSES, podremos medir ese plasma por primera vez, lo que podría ayudar a los científicos a descubrir cómo mantener seguros a los astronautas en la Luna.
Cuando los astronautas caminan sobre la superficie de la luna, recogerán diferentes cargas. Es como caminar sobre la alfombra con los calcetines puestos:cuando alcanzas el pomo de una puerta, puede salir una chispa de tu dedo. El mismo tipo de descarga ocurre en la Luna debido al gas cargado, pero es potencialmente más dañino para los astronautas.
Nuestro equipo también utilizará ROLSES para mirar el sol. La superficie del sol libera ondas de choque que envían partículas altamente energéticas y emisiones de baja frecuencia de radio. Usaremos los radiotelescopios para medir estas emisiones y ver ráfagas de ondas de radio de baja frecuencia provenientes de ondas de choque dentro del viento solar.
También vamos a examinar la Tierra desde la superficie de la Luna y usaremos ese proceso como modelo para observar las emisiones de radio de exoplanetas que pueden albergar vida en otros sistemas estelares.
Los campos magnéticos son importantes para la vida porque protegen la superficie del planeta del viento solar/estelar.
En el futuro, nuestro equipo espera utilizar conjuntos especializados de antenas en la cara oculta de la Luna para observar sistemas estelares cercanos que se sabe que tienen exoplanetas. Si detectamos el mismo tipo de emisiones de radio que provienen de la Tierra, esto nos dirá que el planeta tiene un campo magnético. Y podemos medir la fuerza del campo magnético para determinar si es lo suficientemente fuerte como para proteger la vida.
El Experimento Electromagnético de la Superficie Lunar Nocturno, o LuSEE-Night, volará a principios de 2026 a la cara oculta de la Luna. LuSEE-Night marca el primer intento de los científicos de hacer cosmología en la Luna.
LuSEE-Night es una colaboración novedosa entre la NASA y el Departamento de Energía. Los datos se enviarán a la Tierra utilizando un satélite de comunicaciones en órbita lunar, Lunar Pathfinder, financiado por la Agencia Espacial Europea.
Dado que la cara oculta de la Luna es excepcionalmente silenciosa en términos de radio, es el mejor lugar para realizar observaciones cosmológicas. Durante las dos semanas de noche lunar que ocurren cada 14 días, no hay emisiones provenientes del sol y no hay ionosfera.
Esperamos estudiar una parte inexplorada del universo temprano llamada la edad oscura. La edad oscura se refiere a antes y justo después de la formación de las primeras estrellas y galaxias en el universo, algo que está más allá de lo que el telescopio espacial James Webb puede estudiar.
Durante la Edad Media, el universo tenía menos de 100 millones de años; hoy el universo tiene 13.700 millones de años. El universo estuvo lleno de hidrógeno durante la edad oscura. Ese hidrógeno se irradia a través del universo en bajas frecuencias de radio, y cuando se encienden nuevas estrellas, ionizan el hidrógeno, produciendo una firma de radio en el espectro. Nuestro equipo espera medir esa señal y aprender cómo se formaron las primeras estrellas y galaxias del universo.
También hay mucha física nueva potencial que podemos estudiar en esta última época cosmológica inexplorada del universo. Investigaremos la naturaleza de la materia oscura y la energía oscura temprana y probaremos nuestros modelos fundamentales de física y cosmología en una era inexplorada.
Ese proceso comenzará en 2026 con la misión LuSEE-Night, que es a la vez un experimento de física fundamental y un experimento de cosmología.
Proporcionado por The Conversation
Este artículo se vuelve a publicar desde The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lea el artículo original. 
