Cuatro cosas que hemos aprendido sobre el campamento base planificado de la NASA en la Luna | Ciencias

Campamento base de Artemis en la Luna

Representación de un artista de los astronautas que trabajan cerca del campamento base Artemis de la NASA, completa con un rover y un RV.
NASA

Los humanos no han puesto un pie en la luna en más de medio siglo, pero el programa Artemis de la NASA los enviará de regreso con una serie de misiones a partir de principios de septiembre. Cuando el primer astronauta planta sus botas en el suelo lunar en 2025 como parte de Artemis III, suponiendo que se mantenga el cronograma actual, será el comienzo de un proyecto aún más ambicioso que enviar humanos de regreso a la luna: la NASA planea construir un campamento base en algún lugar entre el polvo gris y rocas escarpadas del polo sur de la luna.

Este puesto de avanzada lunar permitirá que las misiones Artemis rompan el récord del Apolo 17 por la estadía más larga en la luna (74 horas, 59 minutos, 38 segundos), mientras sirve como punto de partida para una exploración en profundidad.

la nasa dice el campamento va a comenzar pequeño, solo facilitando misiones de una o dos semanas, pero a medida que el campamento crece en tamaño y sofisticación, la agencia espera mantener a las tripulaciones hasta por dos meses a la vez. Los planes actuales requieren una cabina lunar, un rover descapotable similar al que se usa en las misiones Apolo y algo similar a un RV que brindaría movilidad y permitiría a los astronautas vivir y trabajar lejos de la base durante días o semanas. .

“En cada nuevo viaje, los astronautas tendrán un nivel cada vez mayor de comodidad con las capacidades para explorar y estudiar más de la Luna que nunca”, dijo Kathy Lueders, administradora asociada de vuelos espaciales tripulados de la NASA, en un comunicado. declaración. “Con una mayor demanda de acceso a la luna, estamos desarrollando las tecnologías para lograr una presencia humana y robótica sin precedentes a 240 000 millas de casa. Nuestra experiencia en la luna esta década nos preparará para una aventura aún mayor en el universo: la exploración humana de Marte”.

Un elemento central de la visión de la NASA para el campamento base de Artemis es encontrar y extraer recursos de la propia luna. Esto aligerará la carga de los cohetes que despegan de la Tierra con suministros y potencialmente permitirá que los astronautas permanezcan en la luna por períodos de tiempo más largos. Estos recursos pueden incluir hielo de agua, oxígeno, metales o materiales de construcción hechos de polvo o rocas lunares.

Desde la introducción del programa Artemis en 2019, su línea de tiempo se ha extendido un poco. El plan original era establecer la primera iteración del campamento base para 2030, pero un documento de planificación interno obtenido por el medio Ars Technicasugiere que puede ser más como 2034. Eso puede parecer muy lejano, pero los equipos de científicos e ingenieros de todo el mundo ya están trabajando arduamente para hacer realidad el sueño de los humanos que viven en la luna. Hablamos con algunos de estos expertos y aprendimos cuatro cosas sobre la base lunar de Artemis.

La NASA buscará recursos cruciales en el sitio del polo sur lunar

Paneles solares en la luna

Una matriz solar vertical podría usarse como fuente de energía en el Polo Sur de la luna.

NASA

Una ubicación en el polo sur para la base lunar ofrece a los astronautas dos ingredientes cruciales: períodos de luz continua del sol y cráteres profundos con profundidades que han estado envueltas en la oscuridad durante miles de millones de años. Debido a la forma en que la luna está inclinada en relación con el sol, su polo sur experimenta períodos de hasta dos meses de luz continua cada año, con el sol dando vueltas justo sobre el horizonte todo el tiempo. Toda esta luz solar puede proporcionar al campamento base de Artemis una gran cantidad de energía solar. La NASA actualmente está explorando diseños que tienen un panel solar a más de 30 pies en el aire para aprovechar al máximo la luz solar disponible, dice Prasun Desai, administrador asociado adjunto de la Dirección de Misiones de Tecnología Espacial de la NASA.

La misma inclinación que crea meses de iluminación continua en los polos lunares también significa que algunos de sus cráteres tienen áreas sombreadas que no han visto el sol desde la formación del cráter. Estos cráteres súper fríos y súper oscuros, conocidos como regiones permanentemente sombreadas, es donde los científicos han encontrado evidencia de hielo de agua. Si esta agua congelada resulta ser accesible y abundante, será muy valiosa para los residentes del campamento base de Artemis y para el suministro de vuelos de regreso a la Tierra oa Marte. (El agua también puede alimentar los viajes espaciales porque se puede convertir en propulsor).

Dicho esto, la NASA no puede garantizar que el hielo de agua en la luna sea abundante, accesible o libre de contaminantes que requieran una refinación extensa para eliminarlos. Estos datos, junto con la ubicación de los depósitos más grandes, serán objeto de varios esfuerzos de la NASA, incluido el Volátiles que investigan el rover de exploración polar, o VIPER. Se espera que este robot móvil llegue al Polo Sur lunar para buscar agua en algún momento a fines de 2024.

Pero si el agua presente en la luna resulta ser un fracaso luego de una mayor investigación, Ben Bussey, quien dirige el equipo de la NASA Iniciativa de innovación de la superficie lunar con sede en la Universidad Johns Hopkins, dice que la clave para establecer un campamento base lunar cambiará para reducir el costo de las cargas útiles de los cohetes entre la Tierra y la luna. En otras palabras, traer todo lo necesario para construir y abastecer la base desde la Tierra hasta la Luna tendría que ser mucho más barato para que sea factible.

Un nuevo rover permitirá a los astronautas explorar la luna sin salir del campamento base

Vehículo de terreno lunar

El vehículo de terreno lunar propuesto podría funcionar con o sin astronautas detrás del volante.

NASA

El vehículo de terreno lunar (LTV) será el primer gran paso hacia el establecimiento de un campamento base; está programado para llegar en una misión en algún momento después de Artemis III en 2025.

Greg Chavers, director de la Oficina de Integración Técnica de la Dirección de Misión de Desarrollo de Sistemas de Exploración de la NASA, dice que será posible operar el nuevo vehículo lunar de forma remota y que el rover también tendrá cierta capacidad para evitar de forma autónoma peligros como rocas y cráteres. Esto permitirá a los astronautas explorar el entorno lunar desde la seguridad de un módulo de aterrizaje en misiones anteriores y desde el campamento base en misiones posteriores. Esto también significa que la NASA puede usar el LTV para continuar realizando trabajos científicos o relacionados con la misión, incluso cuando no haya humanos en la luna. Con o sin una persona detrás del volante, el LTV será fundamental para buscar hielo de agua y otros recursos lunares, lo que a su vez ayudará a la NASA a seleccionar el mejor sitio para los elementos más permanentes del campamento base.

Los astronautas podrán explorar la luna sin trajes espaciales

Si bien la autonomía y las capacidades de control remoto del LTV son innovaciones poderosas, es probable que su diseño fundamental no se desvíe mucho de los rovers que lo precedieron. Para conducir el LTV descapotable, los astronautas deben ponerse sus trajes espaciales, y ahí es donde el concepto de la NASA para una casa móvil lunar ingresa a un territorio completamente desconocido desde el punto de vista de la ingeniería.

El concepto similar a un RV de la NASA, denominado plataforma de movilidad habitable, tendrá un interior presurizado con sistemas de soporte vital, lo que significa que los pasajeros pueden viajar de manera segura sin trajes espaciales. Esto facilita la vida de los astronautas, ya que ponerse un traje espacial puede llevar horas y no siempre es cómodo, y también significa que las incursiones tripuladas a través de la superficie lunar pueden durar más y viajar más lejos que nunca. En los rovers no presurizados como el LTV, la duración de la misión está limitada por la duración del oxígeno en el traje espacial de cada astronauta.

Aún no se ha decidido el diseño final del RV, por lo que los expertos no pueden decir cómo será, pero el objetivo es permitir que varios astronautas vivan y trabajen dentro del vehículo hasta por dos semanas.

Chavers dice que la plataforma de movilidad habitable se entregará a la luna entre una y tres misiones Artemis después del debut del LTV. Al concluir la primera misión de la plataforma de movilidad habitable, Chavers dice que el vehículo permanecerá en la luna para su uso en futuras misiones.

Las rocas lunares y el polvo lunar podrían dar forma a la apariencia del campamento base

Ilustración impresa en 3D del campamento base lunar de Artemis

Ilustración de un artista de una base lunar conceptual con infraestructura impresa en 3D.

ICONO / BUSCAR+

La cabina lunar parece preparada para capturar la imaginación del mundo, ya que la ciencia ficción ha estado conjurando cómo se verían las viviendas en el espacio durante generaciones. Si bien el diseño no se ha finalizado, Chavers dice que la NASA está buscando estructuras modulares e inflables como formas de crear espacios habitables más grandes en la luna que sean compactos y livianos en tránsito.

Otra posibilidad intrigante que mencionó Chavers es una impresora 3-D a gran escala que utiliza polvo lunar o roca como materia prima. Él dice que una máquina como esta podría fabricar ladrillos u otras formas y ensamblar una vivienda desde cero o aumentar una traída de la Tierra. De hecho, Chavers dice que un prototipo de impresora 3D está construyendo una estructura de prueba en Houston.

Clive Neal, un geólogo de la Universidad de Notre Dame que ha estudiado muestras de polvo lunar, dice que el polvo o la roca lunar pueden desempeñar un papel especialmente importante para proteger a los astronautas de la radiación de los rayos cósmicos y las erupciones solares. La atmósfera y el campo magnético de la Tierra filtran la mayor parte de esta radiación dañina, pero la Luna no tiene atmósfera ni magnetosfera, por lo que cualquier humano que permanezca allí necesita protección adicional. Neal dice que se pueden requerir hasta seis pies de material lunar para brindar a los astronautas suficiente protección contra la radiación, que en dosis altas puede aumentar el riesgo de desarrollar cáncer de una persona.

Más allá de recolectar agua y materiales de construcción de la luna, la NASA también busca extraer oxígeno, que es sorprendentemente abundante en las rocas lunares y metales como el aluminio, dice Desai. Todo esto es parte del desarrollo de la capacidad de “vivir de la tierra” en la luna que podría hacer que una base allí sea más autosuficiente y ayudarla a servir como una estación de reabastecimiento para las naves espaciales con destino a Marte. Pero a medida que la humanidad redefine su relación con la luna, la curadora del Museo Nacional del Aire y el Espacio, Teasel Muir-Harmony, se pregunta si podría ser motivo de reflexión.

Como relata Muir-Harmony, al ver nuestro planeta natal elevarse sobre el horizonte lunar, el astronauta del Apolo 8 William Anders comentó: “Vinimos hasta aquí para explorar la Luna, y lo más importante es que descubrimos la Tierra”. Ahora, dice, “la NASA sigue usando la palabra ‘sostenible’ en relación con el concepto del campamento base, y me pregunto si tratar de usar los recursos lunares para hacer que nuestra presencia en la Luna sea sostenible podría hacernos pensar de manera diferente sobre la sostenibilidad de nuestra presencia”. aquí en la tierra.”