Cinco cosas que debe saber sobre el rover lunar ‘VIPER’ de la NASA | Ciencias

El Rover de exploración polar de investigación de volátiles, denominado VIPER, se dirige al polo sur de la luna a finales de 2023 para buscar recursos que puedan sustentar futuros asentamientos humanos en el espacio. El rover de la NASA viajará a áreas de la superficie lunar que nunca han visto la luz del sol para mapear y analizar las concentraciones de hielo de agua casi en tiempo real. La distribución y disponibilidad de agua podrían tener grandes implicaciones para el programa Artemis de la NASA, que tiene el objetivo de devolver a los humanos a la luna para 2024.

“Es un poco alucinante cuando piensas en el hecho de que tenemos rovers recorriendo todo Marte y nunca hemos enviado un rover a la luna”, dice Tracy Gregg, vulcanóloga planetaria de la Universidad de Buffalo College. “En cierto modo nos saltamos esa parte: enviamos módulos de aterrizaje y luego enviamos astronautas con un buggy”.

En septiembre, la NASA anunció que VIPER aterrizará justo al oeste de Nobile, un cráter cerca del polo sur de la luna elegido por su terreno y potencial para albergar agua. Para prepararse para esa ocasión, aquí hay cinco cosas que debe saber sobre el primer rover lunar de la NASA:

El objetivo principal de VIPER es buscar agua

Los científicos ya saben que el agua congelada está atrapada en el polo sur de la luna a partir de datos de teledetección. El satélite de observación y detección del cráter lunar confirmó la presencia de hielo de agua en el polo sur de la luna en 2009. Pero exactamente dónde está esa agua y cómo llegó allí sigue siendo un misterio. El taladro de un metro de largo del rover ofrecerá una mirada en profundidad al suelo lunar que los científicos se han limitado a evaluar de forma remota. “Para llegar realmente al corazón de algunas de estas preguntas, necesitamos llegar a la superficie”, dice Anthony Colaprete, científico del proyecto VIPER en el Centro de Investigación Ames de la NASA. “Ahí es donde entra el rover VIPER”.

El agua es un recurso fundamental no solo para el consumo humano, sino también para la exploración espacial. El agua puede proteger a los humanos de la radiación y puede usarse para producir combustible para cohetes y oxígeno respirable. “Si hay una manera de evitar el envío de agua a través del sistema solar y, en cambio, encontrar agua donde se encuentra, de repente, viajar por el espacio y tener humanos en la luna durante períodos prolongados de tiempo se vuelve factible”, dice Gregg. Ella señala que lanzar un cohete con destino a Marte desde la luna en lugar de la Tierra es potencialmente más barato porque el esfuerzo requeriría una fracción del combustible, pero solo sería posible si la luna tuviera suficiente agua.

Según datos de teledetección, la NASA sospecha que los suelos de la luna podrían contener cientos de millones de galones de agua congelada. Los científicos creen que es poco probable que el rover encuentre agua helada en grandes trozos u hojas como las que se encuentran en la Tierra. En cambio, es probable que el agua esté en pequeños fragmentos dentro del polvo lunar. “Si el agua está literalmente congelada en el exterior de estas partículas de polvo lunar, eso es bastante accesible”, dice Gregg. “Lo introduces en un calentador y el agua se derrite y tú recolectas el agua y la suciedad se queda atrás. Lo que es más difícil sería si el agua se uniera más químicamente a los materiales lunares, y entonces no se trata solo de un horno, entonces tienes que hacer química “. Eso no significa que será imposible acceder al agua, simplemente será más costoso y llevará más tiempo obtenerla.

El objetivo principal de VIPER es evaluar qué recursos puede proporcionar la luna para misiones futuras, pero las características del agua polar de la luna podrían incluso proporcionar información sobre la presencia del agua en la Tierra y en otras partes del sistema solar interior. Las muestras del rover podrían ayudar a identificar el origen del agua de la luna, que pudo haber llegado a un asteroide o cometa antes de quedar atrapada en sombras heladas.

“No sé qué vamos a encontrar todavía”, dice Colaprete. “Analizamos estas cosas lo mejor que podemos con los ojos bien abiertos porque aprenderemos cosas que no anticipamos”.

VIPER puede aguantar en algunos de los lugares más fríos del universo

El rover buscará agua helada en el único lugar donde la sustancia podría sobrevivir en la luna: lugares donde el sol nunca brilla. El eje de la luna tiene solo una ligera inclinación en comparación con el de la Tierra, lo que significa que el sol no se eleva tan alto en el horizonte y deja cuencas de cráteres en una sombra permanente. Debido a que la luna carece de la atmósfera aislante de la Tierra, las temperaturas de la superficie alcanzan unos sofocantes 225 grados Fahrenheit durante el día. Por la noche y en áreas permanentemente sombreadas, la superficie lunar desciende a -400 grados Fahrenheit, lo que hace que los cráteres polares de la luna sean algunos de los lugares más fríos del universo.

“Si el hielo está allí, y está allí en cualquier cantidad, ese es el lugar probable donde lo encontrará”, dice Thomas Watters, científico principal del Museo Nacional del Aire y el Espacio del Smithsonian. Cualquier agua depositada en la luna por el impacto de un asteroide, por ejemplo, se habría evaporado inmediatamente a la luz del sol. Solo el agua que se depositó en las cuencas de los cráteres sin sol sobreviviría en estas trampas frías. Los componentes de VIPER están diseñados para soportar temperaturas extremas, pero el rover debe hacer funcionar calentadores para mantenerse lo suficientemente caliente como para funcionar en áreas sombreadas. A diferencia de Perseverance y otros robots de propulsión nuclear, VIPER tendrá que mantenerse caliente utilizando únicamente la energía generada a partir de paneles solares.

“Al adentrarse en lo desconocido por primera vez, se responderán tantas preguntas desconocidas”, dice Colaprete. “Ese momento en que entramos en ese cráter oscuro que nunca ha visto la luz del día 3.000 millones de años más o menos … eso es lo que más me emociona”.

VIPER tiene herramientas personalizadas para la luna

VIPER dedicará parte de su tiempo a absorber la energía de sus tres paneles solares y parte de su tiempo a utilizar los faros para navegar por los cráteres del polo sur. El rover debe mantener la potencia suficiente para aventurarse en cráteres oscuros y regresar a la luz del sol antes de morir.

Debido a que VIPER “va a un lugar que no se parece a nada que hayamos explorado antes”, dice Colaprete, “el rover es bastante distinto”. El paisaje lleno de cráteres de la luna representa un desafío para el vehículo del tamaño de un carrito de golf, que puede navegar cómodamente una pendiente de hasta 15 grados y manejar una pendiente de 25 o 30 grados cuando sea necesario. Las cámaras a bordo de VIPER ayudarán a los operadores del rover a evitar rocas y otros peligros, además de capturar imágenes de la superficie lunar. El robot móvil tiene cuatro ruedas controladas de forma independiente, esos paneles solares y ese taladro de un metro de largo que cortará muestras de suelo lunar para ser analizadas por espectrómetros a bordo.

El espectrómetro de neutrones es “algo así como el sabueso” del rover, explica Colaprete. Puede detectar neutrones que se escapan del suelo mientras el robot recorre el paisaje, y puede captar átomos de hidrógeno a una profundidad de un metro, lo que podría ser una indicación de agua. El espectrómetro de infrarrojo cercano evalúa cambios mínimos en el color de las luces de la superficie lunar, lo que también podría revelar la presencia de agua u otros compuestos volátiles. El espectrómetro de masas de VIPER mide los gases liberados desde la superficie de la luna, que podrían ser lanzados por el rover mientras agita la capa superior de suelo de la luna.

VIPER hibernará para sobrevivir

Debido a que no hay satélites que puedan usarse para transmitir comunicaciones a la Tierra orbitando la Luna, VIPER necesita un enlace de radio directo a la Tierra. Eso significa que el rover debe evitar grandes rasgos del paisaje como montañas altas o bordes de cráteres empinados que bloquearían la señal de comunicación. Y cuando el polo sur de la luna gira lejos de la vista, lo que ocurre durante dos semanas de cada mes, el rover debe esperar en una ubicación identificada como “refugio seguro” hasta que se pueda reanudar la comunicación.

Estos refugios son lugares soleados y particularmente seguros para que el rover pueda obtener suficiente energía para sobrevivir a la oscuridad. VIPER necesita acceso regular a la luz solar, ya que no puede sobrevivir más de 72 horas de oscuridad continua. A menudo, los refugios seguros son áreas elevadas donde los rayos de luz solar pueden llegar al vehículo durante el máximo tiempo posible. Mientras está estacionado en un lugar así, “la mayor parte del tiempo el rover está sentado al sol, tomando el sol, simplemente relajándose”, dice Colaprete. Cuando la oscuridad desciende y las temperaturas bajan, el rover entra en hibernación, usando solo la energía suficiente para mantenerse caliente y con vida.

La misión está programada durante la temporada de verano en el polo sur de la luna para maximizar los períodos de luz diurna que dan vida. La NASA espera obtener 100 días de la misión, que se extenderá desde noviembre de 2023 hasta marzo de 2024. A medida que el verano se acerca a su fin en la Luna, los períodos de oscuridad se harán cada vez más largos hasta que VIPER ya no pueda generar suficiente energía para sobrevivir. .

VIPER recorrerá casi en tiempo real

A diferencia de los rovers en las misiones a Marte, VIPER operará cerca de la Tierra, lo que permitirá una comunicación más rápida. Los rovers en Marte tardaron hasta 20 minutos en enviar comandos a la Tierra, mientras que la latencia de VIPER será de apenas 6 a 10 segundos.

“El tiempo de viaje entre la emisión de comandos desde la Tierra y el rover que recibe ese comando es de solo un par de segundos; piense en una llamada de teléfono celular retrasada”, dice Gregg. “Va a ser casi como un videojuego, poder manejar esto y reaccionar casi de inmediato a los datos y a lo que ves en la superficie”.

Los rovers de Marte llevan a cabo una serie de comandos planificados previamente solo en la superficie planetaria, mientras que los operadores de VIPER detienen, mueven y reorientan el rover cada 15 pies dependiendo de lo que ven a través de las cámaras del rover. Tan pronto como se analicen las muestras del rover lunar en un área, los científicos de la NASA pueden decidir en minutos dónde perforar a continuación. “Nos permite reaccionar y planificar y optimizar nuestras observaciones de una manera que no aprenderíamos mucho en un período de tiempo mucho más largo, por ejemplo, con los rovers de Marte”, dice Colaprete. “Ese es un aspecto realmente único y emocionante de esta misión”.