A medida que la Luna y Marte ocupan un lugar central en los vuelos espaciales tripulados, los científicos están aprovechando las misiones espaciales existentes para sentar las bases de una presencia humana sostenida fuera del planeta.
Desde identificar los recursos hídricos en la Luna hasta proteger a las tripulaciones de la radiación dañina y gestionar el polvo abrasivo, los investigadores describieron cómo los nuevos resultados de las misiones en servicio están abordando los desafíos prácticos de la exploración en una conferencia de prensa el 17 de diciembre en la reunión de la Unión Geofísica Estadounidense (AGU) en Luisiana.
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En la sesión informativa de la AGU, los científicos dijeron que están ayudando a respaldar esas ambiciones adaptando herramientas y conjuntos de datos originalmente desarrollados para la Tierra para respaldar futuras misiones a la Luna y Marte.
Por ejemplo, Gina DiBraccio, heliofísica y directora en funciones de la División de Exploración del Sistema Solar del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Maryland, analizó una herramienta de apoyo a la toma de decisiones diseñada inicialmente para rastrear el clima espacial cerca de la Tierra y que se ha ampliado para incorporar datos de misiones a Marte, ayudando a los astronautas a evaluar los riesgos de radiación casi en tiempo real desde la superficie marciana.
El tablero integra datos de múltiples misiones a Marte, incluido el orbitador MAVEN de la NASA y los rovers Curiosity y Perseverance, con fuentes de datos adicionales planeadas, dijo DiBraccio. El proyecto se concibe como una pantalla todo en uno a la que los astronautas podrían acceder desde una tableta, permitiendo a las tripulaciones monitorear eventos climáticos espaciales como erupciones solares y determinar si se necesitan medidas de protección.
“Es realmente uno de los primeros pasos de las herramientas que los astronautas podrán utilizar para comprender y evaluar el clima espacial desde la superficie de Marte”, dijo DiBraccio.
Otras misiones de larga duración en Marte también están produciendo conjuntos de datos críticos para comprender los peligros de la radiación, dijeron los científicos.
Shannon Curry, investigadora principal de MAVEN en UC Boulder, destacó un catálogo recién completado de eventos climáticos espaciales marcianos compilados a partir de los datos del ahora silencioso orbitador que abarcan un ciclo solar completo desde 2014 hasta 2025. El catálogo permite a los científicos cuantificar los niveles de radiación en órbita (algunos de los cuales pueden penetrar la delgada atmósfera de Marte y alcanzar la superficie) durante períodos de actividad solar alta y baja.
“Esto realmente informa, durante un ciclo solar completo, lo que podemos esperar ver y cuándo podemos esperar verlo”, dijo Curry.
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Los científicos también destacaron la importancia de localizar los recursos hídricos en la Luna, particularmente cerca del polo sur lunar, donde la NASA planea llevar astronautas bajo su programa Artemis.
“El desafío en este momento es que los conjuntos de datos en realidad no coinciden exactamente dónde está el agua”, dijo a los periodistas durante la sesión informativa Bethany Ehlmann, directora del Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial (LASP) de la Universidad de Colorado Boulder.
“Sabemos en términos generales que está en el polo sur, sabemos en términos generales que hay pocos cráteres de interés”, dijo. “Pero es como decir: ‘Hay agua en la ciudad de Nueva Orleans… en algún lugar'”.
Un nuevo espectrómetro de imágenes que la NASA seleccionó en julio podría ayudar a abordar esa incertidumbre, dijo. El instrumento, que podría usarse en órbita lunar, está diseñado para actuar como “ojos mejorados” para astronautas y científicos al mapear agua y minerales e identificar sitios llenos de ciencia para recolectar muestras.
Otro tema central de la sesión informativa fue el polvo lunar, un desafío persistente durante la era Apolo. Las partículas finas y abrasivas dañaron los trajes y equipos espaciales, y el astronauta del Apolo 17, Harrison “Jack” Schmitt, sufrió el primer caso registrado de fiebre del heno extraterrestre después de la exposición al polvo lunar.
“Creo que el polvo es probablemente uno de nuestros mayores inhibidores de una operación nominal en la Luna”, dijo el comandante del Apolo 17, Gene Cernan, durante un informe posterior a la misión. “Creo que podemos superar otros problemas fisiológicos o físicos o mecánicos excepto el polvo”.
Los científicos ahora están abordando ese desafío a través de nuevos instrumentos y misiones.
Uno de ellos, DUSTER, abreviatura de Dust and Plasma Environment Surveyor, ha sido seleccionado para la misión Artemis IV de la NASA. Dirigido por Xu Wang de la Universidad de Colorado Boulder, el proyecto de 24,8 millones de dólares desplegará un conjunto de instrumentos en un rover para registrar las condiciones del polvo y el plasma cerca de la superficie lunar y evaluar cómo responden a la actividad humana.
Otro instrumento que el equipo está desarrollando es un analizador de polvo electrostático compacto (CEDA), diseñado para medir propiedades clave del polvo lunar, dijo Wang. El instrumento está diseñado para funcionar en la superficie o a bordo de naves espaciales en órbita y para sobrevivir a aterrizajes forzosos independientemente de su orientación.
“Hay polvo por todas partes en la Luna”, dijo Wang a los periodistas el miércoles. “No se puede evitarlo. Hay que afrontarlo y vivir con ello”.
También se está trabajando para comprender si los campos magnéticos localizados de Marte podrían proporcionar a los astrónomos una protección natural limitada contra la radiación. Los modelos iniciales basados en observaciones orbitales sugieren que los campos magnéticos de la corteza terrestre encerrados en las rocas marcianas podrían ofrecer protección en distancias de unos pocos kilómetros.
Para mapear esas regiones con mayor detalle, los equipos están trabajando para miniaturizar aún más los magnetómetros que podrían montarse en vehículos aéreos, como pequeños drones similares al ahora retirado helicóptero Ingenuity de la NASA, permitiendo estudios de superficie con una resolución mucho más fina de la que es posible desde la órbita, según Jared Espley, científico espacial de la NASA Goddard que participa en la investigación.
En conjunto, el trabajo subraya cómo las misiones robóticas están dando forma de manera crítica al futuro de la exploración humana, dijeron los científicos.
“En realidad no se trata de exploración robótica o exploración humana”, afirmó Ehlmann. “Es un ‘y’: es la exploración robótica y humana y cómo podemos hacer esto mejor juntos”.