El campamento base Artemis de la NASA en la Luna necesitará luz, agua y altura.

Los astronautas estadounidenses en 2024 darán sus primeros pasos cerca del Polo Sur de la Luna: la tierra de luz extrema, oscuridad extrema y agua helada que podría alimentar la base lunar Artemis de la NASA y el salto de la agencia al espacio profundo.

Los científicos e ingenieros están ayudando a la NASA a determinar la ubicación precisa del Campamento Base Artemis. Entre las muchas cosas que la NASA debe tener en cuenta al elegir una ubicación específica se encuentran dos características clave: el sitio debe recibir luz solar casi continua para alimentar la base y moderar los cambios de temperatura extremos, y debe ofrecer fácil acceso a áreas de completa oscuridad con agua helada.

Si bien la región del Polo Sur tiene muchas áreas bien iluminadas, algunas partes ven más o menos luz que otras. Los científicos han descubierto que en algunas elevaciones más altas, como en los bordes de los cráteres, los astronautas verían períodos de luz más largos. Pero el fondo de algunos cráteres profundos está envuelto en una oscuridad casi constante, ya que la luz del sol en el Polo Sur incide en un ángulo tan bajo que solo roza sus bordes.

Estas condiciones de iluminación únicas tienen que ver con la inclinación de la Luna y con la topografía de la región del Polo Sur. A diferencia de la inclinación de 23,5 grados de la Tierra, la Luna está inclinada solo 1,5 grados sobre su eje. Como resultado, ninguno de los hemisferios de la Luna se inclina notablemente hacia o lejos del Sol durante todo el año como lo hace en la Tierra, un fenómeno que nos da estaciones más soleadas y oscuras aquí. Esto también significa que la altura del Sol en el cielo en los polos lunares no cambia mucho durante el día. Si una persona estuviera parada en la cima de una colina cerca del Polo Sur lunar durante las horas del día, en cualquier época del año, vería al Sol moviéndose a través del horizonte, rozando la superficie como una linterna colocada sobre una mesa.

Un clip de un recorrido de realidad virtual por el Polo Sur de la Luna creado por ingenieros de la NASA para ayudar a sumergir a los astronautas, científicos y planificadores de misiones en el entorno exótico de esa región, mientras se preparan para un regreso humano a la Luna.
Créditos: Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA / Jeffrey Hosler / W. Brent Garry / Thomas G. Grubb.

“Es un terreno tan dramático allá abajo”, dijo W. Brent Garry, geólogo del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. Garry está trabajando con ingenieros en un recorrido de realidad virtual por el Polo Sur de la Luna para ayudar a sumergir a los astronautas, científicos y planificadores de misiones en el entorno exótico de esa región mientras se preparan para un regreso humano a la Luna.

Si bien un campamento base requerirá mucha luz, también es importante que los astronautas puedan realizar viajes cortos a cráteres permanentemente oscuros. Los científicos esperan que estos cráteres sombreados alberguen depósitos de agua congelada que los exploradores podrían utilizar como soporte vital. “Una idea es establecer un campamento en una zona iluminada y atravesar estos cráteres, que son excepcionalmente fríos”, dijo el científico planetario de Goddard de la NASA Daniel P. Moriarty, quien está involucrado con el equipo de planificación y análisis de sitios del Polo Sur de la NASA. Las temperaturas en algunos de los cráteres más fríos pueden descender a unos -235 grados Celsius.

Los planes iniciales incluyen el aterrizaje de una nave espacial en una parte relativamente plana de un borde de cráter o una cresta bien iluminada. “Quieres aterrizar en el área más plana posible, ya que no quieres que el vehículo de aterrizaje se vuelque”, dijo Moriarty.

Idealmente, el área de aterrizaje debe estar separada de otras características del campamento base, como el hábitat o los paneles solares, al menos 1 kilómetro. También debería estar situado a una altura diferente para evitar que las naves espaciales descendentes arrojen escombros a alta velocidad en equipos o áreas de interés científico. Algunos científicos han estimado que cuando una nave espacial impulsa sus motores para un aterrizaje suave, podría rociar cientos de kilogramos de partículas de superficie, agua y otros gases a lo largo de varios kilómetros.

“Deseamos aprovechar los accidentes geográficos, como las colinas, que pueden actuar como barreras para minimizar el impacto de la contaminación”, dice Ruthan Lewis, ingeniero biomecánico e industrial, arquitecto y líder del equipo en análisis y planificación de sitios del Polo Sur de la NASA. “Entonces, estamos considerando distancias, elevaciones y pendientes en nuestra planificación”.

Prepararse para explorar la superficie de la Luna va mucho más allá de diseñar y construir naves espaciales y trajes espaciales seguros. La NASA también debe asegurarse de que los vehículos y trajes de superficie tengan la movilidad necesaria para hacer ciencia, y que los astronautas tengan las herramientas que necesitan para identificar y recoger muestras de roca y suelo.
Créditos: Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA / James Tralie.

En la Luna, para los científicos, es fundamental mantener el área alrededor del lugar de aterrizaje y el campamento base tan prístino como sea posible. Por ejemplo, entre las muchas características interesantes de la región del Polo Sur está su ubicación justo entre el lado de la Luna que mira hacia la Tierra, o el lado visible, y el lado que nunca vemos desde la Tierra, conocido como el lado lejano.

Estos dos hemisferios son geológicamente muy diferentes, con el lado lejano más lleno de cráteres y su corteza más gruesa que en el lado cercano (o visible). Los científicos no saben por qué los dos lados se formaron de esta manera.

El campamento base de Artemis debe estar en el lado de la Tierra para que sea más fácil para los ingenieros usar ondas de radio para comunicarse con los astronautas que trabajan en la Luna. Pero los científicos esperan que durante miles de millones de años de impactos de meteoritos en la superficie de la Luna, las rocas y el polvo de cada hemisferio fueran levantados y esparcidos alrededor del otro, por lo que es posible que los astronautas puedan recolectar muestras del lado lejano de su campamento base en el lado cercano.