Pionero lunar
Satélite de la NASA estudiará características del agua en la Luna

Pionero lunar
Tipo de misiónMapeo lunar
OperadorNASA
Sitio webpionero.caltech.edu
Propiedades de las naves espaciales
AstronavePionero lunar
Tipo de nave espacialPequeño satélite
FabricanteLockheed Martin
Lanzamiento masivo200 kilos [1]
Inicio de la misión
Fecha de lanzamientoEnero de 2025 (previsto) [2]
CoheteBloque 5 del Falcon 9
Sitio de lanzamientoKennedy , LC-39A
ContratistaSpaceX
Orbitador lunar

Lunar Trailblazer es un orbitador lunar pequeño (clase D) planificado, parte del programa SIMPLEx de la NASA, que detectará y mapeará el agua en la superficie lunar para determinar cómo su forma, abundancia y ubicación se relacionan con la geología. [3] Su misión es ayudar a comprender el agua lunar y el ciclo del agua de la Luna. Lunar Trailblazer está programado actualmente para lanzarse en enero de 2025 como carga útil secundaria en la misión IM-2 . [2] La investigadora principal (PI) de la misión es Bethany Ehlmann , profesora de Caltech. [4]

Misión

Lunar Trailblazer fue seleccionado para ser parte del programa de Misiones Pequeñas e Innovadoras para la Exploración Planetaria (SIMPLEx) de la NASA en 2019. El objetivo de la misión planificada es utilizar un pequeño satélite para mapear el agua en la Luna. [5]

La misión tiene cuatro objetivos científicos: [3]

  • Medir y mapear la cantidad, ubicación y forma ( hidroxilo , H2O o hielo) del agua lunar y determinar cualquier correlación con la latitud y la composición de la superficie.
  • Estudiar la variabilidad temporal del agua lunar en las partes de la Luna iluminadas por el sol.
  • determinar la forma, cantidad y ubicación del agua lunar en partes de la Luna permanentemente sombreadas
  • estudiar cómo los cambios en la temperatura de la superficie afectan las concentraciones de agua y hielo [6]

Además, la nave espacial buscará buenos lugares para futuros aterrizajes lunares.

Lanzamiento

Al igual que otras misiones SIMPLEx, Lunar Trailblazer se lanzará como un "viaje compartido" con otra misión de la NASA o comercial. A partir de septiembre de 2024, está previsto que se lance como carga útil secundaria en la misión IM-2 en enero de 2025. [2] Originalmente, iba a lanzarse con IMAP en 2025, pero la NASA encontró una oportunidad diferente de viaje compartido ya que la nave espacial estaba programada para completarse en 2022.

Órbita

El Lunar Trailblazer orbitará la Luna en una órbita polar de 100 km y estudiará el agua en la Luna utilizando sus dos instrumentos científicos. [4]

Antecedentes científicos

Sin estar protegidos del vacío del espacio, los paisajes lunares están expuestos a la iluminación total del Sol durante unas dos semanas y a la oscuridad total durante otras dos semanas. El día de la Luna —una rotación completa— equivale a unos veintiocho días terrestres. Además de la dureza de este entorno superficial , la Luna casi no tiene atmósfera ni magnetosfera que la proteja de la radiación del Sol. Por lo tanto, la superficie lunar sufre oscilaciones extremas de temperatura todos los días y todas las noches. Durante el día, las temperaturas cerca del ecuador están muy por encima del punto de ebullición, hasta 400 K o 260 °F. [7] Por la noche, estas latitudes alcanzan temperaturas muy por debajo del punto de congelación (alrededor de 170 K/-150 °F como máximo ). Se esperaría que cualquier agua que llegue a la superficie durante la noche se evaporara durante el día o se sublimara rápidamente en la baja presión.

En la Luna no hay precipitaciones, pero hay otras formas de que el agua pueda llegar a la superficie: los impactos de micrometeoritos pueden transportar agua desde el espacio o excavar agua de debajo de la superficie y, potencialmente, el agua podría crearse directamente en los minerales de la superficie mediante la implantación de hidrógeno del viento solar . [8] Aún así, hasta hace muy poco, los científicos no esperaban que hubiera agua presente en la mayor parte de la superficie de la Luna.

En 1998, Feldman et al. [9] demostraron que podría haber hielo de agua en los cráteres permanentemente sombreados de los polos de la Luna. Detectaron la presencia de hidrógeno en el medio metro superior (1,5 pies) de la superficie lunar, lo que probablemente era evidencia de hielo de agua. Este descubrimiento fue debatido en la comunidad científica a medida que las misiones para estudiar la superficie lunar menguaban y no se disponía de más datos, hasta que, en 2009, LCROSS (Lunar Crater Observation and Sensing Satellite) arrojó uno de sus tanques de combustible vacíos en una colisión controlada para impactar una zona de la Luna que se encontraba en sombra permanente para comprobar la presencia de hielo. Cuando el tanque chocó, creó una columna que fue observada tanto por el LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) como por la nave espacial LCROSS, así como por telescopios en la Tierra. Se capturaron enormes cantidades de datos de la columna observada, incluidas firmas de hielo de agua y otros volátiles. [10]

También en 2009, los investigadores que revisaron los datos de tres naves espaciales independientes ( Chandrayaan-1 , [11] Deep Impact [ 12] y Cassini [13]) extrajeron una firma de hidratación en toda la superficie lunar. Esto fue una sorpresa para la comunidad científica lunar, en particular porque significaba que podría haber agua en partes de la Luna iluminadas por el sol y muy calientes. Sin embargo, los instrumentos que recogían los datos espectrales no estaban diseñados para buscar agua y no tenían suficiente resolución en la banda de 3 micrones de luz infrarroja para que los investigadores pudieran distinguir entre las características de absorción del hidroxilo (OH), el H2O y el hielo de agua. Los instrumentos de Lunar Trailblazer están diseñados específicamente para detectar y distinguir entre estas tres formas de agua. [14]

Astronave

La nave espacial Lunar Trailblazer será construida y probada por Lockheed Martin . Utilizará dos paneles solares desplegables, que proporcionan 280 W de potencia, y un sistema de propulsión química. Con sus paneles solares completamente extendidos tendrá 3,5 metros de largo. La nave espacial pesará 200 kg. La nave espacial tiene dos instrumentos científicos, High Resolution Volatiles and Minerals Moon Mapper (HVM 3 ) y Lunar Thermal Mapper (LTM). HVM 3 es proporcionado por JPL ; LTM es proporcionado por la Universidad de Oxford . [3]

Carga útil científica

El satélite Lunar Trailblazer cuenta con dos instrumentos científicos que pesan un total de 20 kg. El High Resolution Volatiles and Minerals Moon Mapper (HVM 3 ) recopilará y cartografiará datos espectrales infrarrojos de onda corta de la superficie lunar. Simultáneamente, el Lunar Thermal Mapper (LTM) adquirirá datos infrarrojos de onda media. [3] Juntos, los dos instrumentos crearán un mapa simultáneo de la composición mineral de la superficie, la temperatura y las formas del agua lunar, [15] cada uno de los cuales medirá al menos mil objetivos en la superficie lunar durante el transcurso de la misión principal de un año del satélite. [16]

Mapeador lunar de minerales y volátiles de alta resolución (HVM)3)

El instrumento HVM 3 fue desarrollado por el programa Maturation of Instruments for Solar System Exploration (MatISSE) y está siendo fabricado por el Jet Propulsion Laboratory . [3] Es un espectrómetro de imágenes infrarrojas de onda corta de tipo pushbroom basado en el diseño del instrumento M 3 , que fue uno de los primeros instrumentos en encontrar evidencia de hidratación en regiones iluminadas por el sol de la Luna. [16] HVM 3 tiene un rango espectral de 0,6 a 3,6 micrones; está diseñado para trabajar con alta sensibilidad (resolución de 10 nm) justo en el centro de la región de longitud de onda clave del agua en luz infrarroja (de 2,5 a 3,5 micrones) con una resolución espectral lo suficientemente alta como para diferenciar entre formas de agua. [16] [3] Cada píxel en una imagen de HVM 3 cubrirá entre 50 y 90 metros de la superficie lunar. [3]

Mapeador térmico lunar (LTM)

El instrumento LTM está siendo diseñado y construido por la Universidad de Oxford . [3] Con once canales estrechos entre siete y diez micrones y una resolución menor a 0,5 micrones, adquiere imágenes multiespectrales para caracterizar el estiramiento Si-O en silicatos para derivar la composición mineralógica. [3] Al mismo tiempo, utilizando los cuatro canales de banda ancha de 6 hasta 100 micrones, deriva la temperatura de la superficie con una precisión de 5K (9 °F/5 °C) en el rango de 110-400K (-262 a 260 °F/-163 a 126 °C). [3] [17] El tamaño de píxel de LTM es de 40 a 70 metros. [3]

Véase también

Referencias

  1. ^ "Cómo llegar a la Luna". Caltech Lunar Trailblazer. Archivado desde el original el 8 de octubre de 2021. Consultado el 10 de octubre de 2021 .
  2. ^ abc David, Leonard (12 de septiembre de 2024). «La sonda lunar Trailblazer y la IM-2, que buscan hielo, están casi listas para su lanzamiento en enero de 2025». SpaceNews . Consultado el 12 de septiembre de 2024 .
  3. ^ abcdefghijk Ehlmann, BL "Lunar Trailblazer: un pequeño satélite pionero para el agua lunar y la geología lunar" (PDF) . Conferencia de ciencia lunar y planetaria 2022 . Instituto Lunar y Planetario . Consultado el 16 de abril de 2022 .
  4. ^ ab "Se aprobó la misión Lunar Trailblazer dirigida por Caltech para comenzar el diseño y la construcción finales – Pasadena Now". www.pasadenanow.com . Consultado el 21 de enero de 2022 .
  5. ^ Foust, Jeff (26 de marzo de 2021). «La NASA busca un lanzamiento más temprano de la misión de satélites pequeños del orbitador lunar». SpaceNews . Consultado el 5 de enero de 2022 .
  6. ^ Leonard David (5 de octubre de 2020). «Las pequeñas naves espaciales con destino a la Luna tienen objetivos muy ambiciosos». Space.com . Consultado el 21 de enero de 2022 .
  7. ^ Paige, David. "Science". adivino . UCLA . Consultado el 8 de abril de 2022 .
  8. ^ Taylor, G. Jeffrey (12 de julio de 2019). "Receta para producir H2O en el regolito lunar: implantar hidrógeno y calor del viento solar con impactos de micrometeoritos". PSRD . Universidad de Hawái . Consultado el 8 de abril de 2022 .
  9. ^ Feldman, WC; Maurice, S.; Binder, AB; Barraclough, BL; Elphic, RC; Lawrence, DJ (4 de septiembre de 1998). "Flujos de neutrones rápidos y epitermales del Lunar Prospector: evidencia de hielo de agua en los polos lunares". Science . 281 (5382): 1496–1500. Bibcode :1998Sci...281.1496F. doi :10.1126/science.281.5382.1496. PMID  9727973.
  10. ^ "La NASA estrella un cohete contra la Luna". Toronto Star . 9 de octubre de 2009 . Consultado el 8 de abril de 2022 .
  11. ^ Pieters, CM; Goswami, JN; Clark, enfermera registrada; Annadurai, M.; Boardman, J.; Buratti, B.; Combe, J.-P.; Dyar, MD; Verde, R.; Jefe, JW; Hibbitts, C.; Hicks, M.; Isaacson, P.; Clima, R.; Kramer, G.; Kumar, S.; Livo, E.; Lundeen, S.; Malaret, E.; McCord, T.; Mostaza, J.; Ortigas, J.; Petro, N.; Runyón, C.; Serio, M.; Sol, J.; Taylor, Luisiana; Tompkins, S.; Varanasi, P. (23 de octubre de 2009). "Carácter y distribución espacial de OH/H 2 O en la superficie de la Luna vista por M 3 en Chandrayaan-1". Ciencia . 326 (5952): 568–572. Código Bibliográfico :2009Sci...326..568P. doi : 10.1126/science.1178658 . PMID  19779151. S2CID  447133.
  12. ^ Sunshine, Jessica M.; Farnham, Tony L.; Feaga, Lori M.; Groussin, Olivier; Merlin, Frédéric; Milliken, Ralph E.; A'Hearn, Michael F. (23 de octubre de 2009). "Variabilidad temporal y espacial de la hidratación lunar observada por la sonda Deep Impact". Science . 326 (5952): 565–568. Bibcode :2009Sci...326..565S. doi : 10.1126/science.1179788 . PMID  19779149. S2CID  26870791.
  13. ^ Clark, Roger N. (23 de octubre de 2009). "Detección de agua adsorbida e hidroxilo en la Luna". Science . 326 (5952): 562–564. Bibcode :2009Sci...326..562C. doi : 10.1126/science.1178105 . PMID  19779152. S2CID  34849454.
  14. ^ "Objetivos científicos | Lunar Trailblazer". trailblazer.caltech.edu . Caltech . Consultado el 8 de abril de 2022 .
  15. ^ "Programa de Descubrimiento y Exploración Lunar (LDEP) | Dirección de Misiones Científicas". science.nasa.gov . NASA . Consultado el 19 de abril de 2022 .
  16. ^ abc Klima, Rachel; Pieters, Carle; Green, Robert; Blaney, Diana ; Ehlmann, Bethany; Thompson, David; Bowles, Neil; Calcutt, Simon; Donaldson Hanna, Kerri (1 de enero de 2021). "Caracterización directa de hidroxilo/agua superficial en la Luna con la misión Lunar Trailblazer". 43.ª Asamblea científica de COSPAR. Celebrada del 28 de enero al 4 de febrero de 2021. 43. Harvard: 352. Código Bibliográfico :2021cosp...43E.352K.
  17. ^ Williams, David R. "NASA - NSSDCA - Nave espacial - Detalles". nssdc.gsfc.nasa.gov . NASA . Consultado el 22 de abril de 2022 .
  • "Caltech | Pionero lunar" en Caltech
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