Un rover con láser explorará la cara oscura de la luna

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Rover con láser explorará las sombras oscuras de la luna

Una luz láser que brilla en la oscuridad podría impulsar la exploración robótica de los lugares más oscuros de nuestro Sistema Solar: los cráteres permanentemente sombreados alrededor de los polos de la Luna, que se cree que son ricos en hielo y otros materiales valiosos.

El programa de Descubrimiento y Preparación de la ESA financió el diseño de un sistema láser para mantener a un robot abastecido con energía autonoma mientras explora los cráteres oscuros.

En las latitudes lunares más altas, el Sol permanece bajo en el horizonte durante todo el año. Este proyecta largas sombras que mantienen a los cráteres hundidos sumidos en sombras permanentes.

Los datos de el Orbitador de Reconocimiento Lunar de la NASA y los orbitadores SMART-1 de la ESA muestran que estas ‘regiones permanentemente sombreadas‘ son ricas en hidrógeno. Esto sugiere que se puede encontrar hielo allí.

Explorar las regiones oscuras de la Luna

Las regiones oscuras y sombreadas de la Luna fascinan tanto a los astrónomos como a los fanáticos de Pink Floyd. El eje de rotación de nuestra Luna tiene una inclinación de 1.5º, lo que significa que algunas partes de sus regiones polares nunca ven la luz del sol. Los fondos de ciertos cráteres, por ejemplo, siempre están en la sombra.

Craters Moon South Pole

Este mosaico fue fotografiado durante el verano en el hemisferio sur de la Luna por el Experimento Avanzado de Imágenes en la nave espacial SMART-1 de la ESA.

Muestra una región llena de cráteres que abarca el polo sur lunar. Se compone de alrededor 40 imágenes individuales tomadas entre diciembre 2005 y marzo 2006, y cubre un área de aproximadamente 500 X 150 km.

Además de tener interés científico, este hielo sería valioso para los colonos lunares como fuente de agua potable, oxígeno para respirar, así como una fuente de combustible para cohetes de hidrógeno. Pero saberlo con certeza requiere entrar en estos cráteres oscuros y perforar.

Cualquier explorador que explore las regiones sombreadas tendría que prescindir de la energía solar mientras se enfrenta a temperaturas comparables a la superficie de Plutón.

La sugerencia estándar para tal situación es equipar el vehículo con generadores termoeléctricos de radioisótopos nucleares“, comenta el ingeniero de robótica de la ESA, Michel Van Winnendael.

Pero esto presenta problemas de complejidad, costo y gestión térmica. El vehículo móvil podría calentarse tanto que la prospección y el análisis de muestras de hielo en realidad se vuelven poco prácticos“.

Laser Powering Moon Rover

¿Cómo funciona la energía laser?

La luz reflejada en el módulo de aterrizaje desde el móvil también podría usarse para la comunicación, con pulsos de señal introducidos a través de un retrorreflector modulador.

Como alternativa, este estudio analizó el aprovechamiento de un sistema de energía basado en láser. Esta inspirado en experimentos con láser terrestre para mantener los drones alimentados y volando durante horas y horas“.

Esto incluyó la selección de una ubicación para el módulo de aterrizaje de la misión, en una región iluminada casi permanentemente por el sol entre los cráteres de Gerlache y Shackleton del Polo Sur.

Este módulo de aterrizaje alojaría un láser infrarrojo de 500 watt de potencia.

Landing Site and Exploration Options

Para el proyecto PHILIP, se seleccionó un sitio de aterrizaje en la cresta de conexión entre los cráteres de Gerlache y Shackleton.

Un trío de regiones permanentemente sombreadas están disponibles para exploración por el rover accionado por láser a 7,1 km, 5,7 km y 4,6 km respectivamente.

El rover convertiría esta luz láser en energía eléctrica utilizando una versión modificada de un panel solar estándar. Todo gracias a fotodiodos en los lados del panel que mantenien bloqueado el láser a una escala de centímetros exactitud.

El estudio identificó rutas que llevarían al vehículo hacia abajo a una velocidad relativamente suave 10 grados de pendiente mientras se mantiene en la línea de visión directa del módulo de aterrizaje.

El rayo láser podría usarse como un enlace de comunicaciones bidireccional, con un retroreflector modulador montado en el segundo panel solar del móvil. Este enviaría pulsos de señal en la luz reflejada de regreso al módulo de aterrizaje.

Guiando los requisitos del proyecto, la ESA ha realizado previamente pruebas de campo en la noche de Tenerife para simular operaciones de rover en sombra permanente.

Michel agrega: “Con el proyecto PHILIP completado, estamos un paso más cerca de alimentar rovers con láser para explorar las partes oscuras de la Luna. Estamos en la etapa en la que podrían comenzar los prototipos y las pruebas, llevados a cabo mediante programas de seguimiento de tecnología de la ESA“.

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