Se están creando nuevos mapas de la superficie de la Luna que ayudarán a planificar las misiones y desplazamientos de VIPER, el rover de la misión Artemis

Como cualquier viajero experimentado sabe, para aprovechar al máximo una aventura, un buen mapa ayuda. Y así es para el primer rover lunar de la NASA que llegará a la Luna a finales de 2023 para buscar hielo y otros recursos en y debajo de la superficie lunar. VIPER, es parte del programa Artemis de la agencia. Sin una guía de viaje, los planificadores de las misiones de VIPER están creando mapas digitales de alta resolución de la superficie lunar.

Cuando VIPER esté equipado con estos mapas, podrá moverse por la Luna de manera segura y eficiente mientras busque recursos en el Polo Sur lunar. El hielo es un recurso de particular interés científico, ya que puede tener múltiples aplicaciones y puede convertirse en otros recursos para promover nuestra exploración del sistema solar, como el oxígeno y el combustible para cohetes.

A una escala de un metro aproximadamente, estos mapas proporcionan un modelo 3D de grandes franjas del terreno del Polo Sur lunar y muestran las condiciones de iluminación y temperatura en constante cambio causadas por largas sombras que barren el paisaje.

Esta vista de cerca de la superficie de la Luna proporciona a los planificadores de la misión información vital para garantizar que las baterías alimentadas por energía solar del rover, permanezcan cargadas y guíen al rover hacia lugares seguros para hibernar durante las desconexiones de comunicación que se produzcan con la Tierra, además de evitar que el rover se precipite por las pendientes de los bordes de cráteres empinados.

“Vamos a enviar a VIPER a uno de los entornos más dinámicos de la Luna, y el rover debe poder tomar lo que la Luna ofrece”, dijo Anthony Colaprete, científico del proyecto VIPER en el Ames Research Center de la NASA en Silicon Valley, California. “Por eso estamos creando estos mapas a escala humana, para ayudarnos a planificar cuidadosamente las rutas del rover mientras opera de manera segura y recopila la mayor cantidad de datos científicos posible”.

Vista oblicua del borde del cráter Shackleton cerca del Polo Sur de la Luna. El cráter tiene aproximadamente 21 kilómetros de diámetro. Aunque ningún lugar en la Luna permanece iluminado continuamente, existen tres puntos en el borde que permanecen colectivamente iluminados por el sol durante más del 90 por ciento del año. Estos puntos están rodeados de depresiones topográficas que nunca reciben luz solar, creando trampas frías que pueden albergar hielo. La cámara de ángulo estrecho a bordo del Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA tomó esta foto el 1 de agosto de 2006.
Créditos: NASA/GSFC/Arizona State University.

Los mapas ya están revelando nuevas características de interés científico en la superficie de la Luna, incluidas numerosas “mini trampas frías”, que son zonas sombreadas en la superficie lunar de 2 a 5 metros de ancho, que podrían ser lo suficientemente frías para acumular hielo. Estas micro trampas frías son áreas para explorar, además de cráteres mucho más profundos y antiguos que realmente son el objetivo de la misión VIPER.

“Solíamos pensar en el hielo de agua que se acumula en los cráteres profundos y oscuros de la Luna”, dijo Colaprete. “Pero ahora creemos que incluso los cráteres pequeños y sombreados pueden ser lo suficientemente fríos como para retener moléculas de agua. Estas pequeñas trampas frías son mucho más comunes que sus contrapartes más grandes, por lo que comprender cómo pueden almacenar agua, es importante para responder a la pregunta más amplia de cómo el agua se comporta en la Luna”.

Para crear los mapas, un equipo de Ames está utilizando la herramienta de software Stereo Pipeline de código abierto de la NASA y el procesamiento del superordenador Pleiades de Ames, para superponer miles de imágenes satelitales tomadas por cámaras a bordo del Lunar Reconnaissance Orbiter.

Los ingenieros están combinando estas poderosas herramientas y experiencia con una capacidad de procesamiento de fotografías llamada fotoclinometría. Esta técnica, también conocida como “forma a partir del sombreado”, combina los ángulos conocidos de la luz solar con los niveles de escala de grises de muchas imágenes bidimensionales, para inferir las formas tridimensionales de la superficie lunar. El modelo resultante del terreno lunar permite a los ingenieros calcular cómo se reproducen las luces y las sombras en la superficie en cualquier momento del pasado o del futuro. Por ejemplo, utilizando el modelo, pueden predecir la iluminación en el momento y el lugar en el que aterrizará el rover, y planificar los movimientos del rover para mantenerlo a la luz del sol y evitar las sombras.

Con las condiciones de iluminación conocidas, el equipo puede crear mapas de temperatura detallados en el terreno, en la superficie y hasta un poco más de 2,5 metros por debajo. Las temperaturas pueden oscilar ampliamente entre 400 grados bajo cero y 170 grados Fahrenheit, lo que hace que la superficie de la Luna sea un tablero de ajedrez de ubicaciones potencialmente prometedoras y muy poco probables para detectar hielo.

Equipado con estos nuevos mapas, el equipo puede elegir lugares donde podría haber hielo y enviar a VIPER para que estudie y verifique si hay hielo y, de ser así, conocer su estabilidad en diversas condiciones lunares.

“Estos mapas de alta resolución han cambiado por completo nuestra forma de pensar”, dijo Kimberly Ennico Smith, científica adjunta del proyecto de VIPER en Ames. “Estamos comenzando a ver cuán extremadamente variadas son las condiciones del suelo en la Luna, incluso dentro de áreas que pensamos que fueron bastante uniformes. Esto nos permitirá identificar los sitios de perforación del rover con mucho más cuidado y nos llevará a recopilar mejor aún. “

Los miembros del equipo VIPER responsables de mantener el rover en marcha tienen un gran interés en ver a qué se enfrentará el rover día a día, o más bien minuto a minuto.

“Las sombras se mueven alrededor del Polo Sur de la Luna aproximadamente a la misma velocidad que se desplazará el rover”, dijo Mark Shirley, líder de planificación de operaciones de la misión en Ames. “Tenemos que planificar con anticipación para evitar que VIPER sea atrapado por la oscuridad; no hay mucho margen de error”.

Edición: R. Castro.