Representación artística del módulo de aterrizaje Blue Ghost de Firefly en la superficie lunar.(Crédito de la imagen: Firefly Aerospace)La primera misión a la Luna de Firefly Aerospace está lista para despegar en la madrugada del 15 de enero.
El módulo de aterrizaje lunar Blue Ghost de la compañía comparte bahía de carga útil con otra misión a la superficie lunar, la sonda Resilience de la empresa privada japonesa ispace. Ambos despegarán en un cohete Falcon 9 de SpaceX, cuyo despegue está previsto no antes del miércoles, a la 1:11 a.m. ET (0611 GMT), desde el Complejo de Lanzamiento-39B del Centro Espacial Kennedy (KSC) de la NASA en Florida.
Blue Ghost Mission 1, que Firefly ha bautizado como Ghost Riders in the Sky, fue seleccionada a través del programa Commercial Lunar Payload Services (CLPS) de la NASA. CLPS contrata a empresas para que lleven la ciencia y las cargas útiles de la NASA a la superficie de la Luna, en gran parte como apoyo al programa Artemis de la agencia para que los astronautas aterricen de nuevo en la superficie lunar. «Estamos haciendo esto para aprovechar la innovación técnica y el espíritu empresarial que vemos en la industria privada estadounidense para lograr objetivos públicos», dijo el Administrador Asociado de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA, Joel Kearns, durante una sesión informativa sobre la misión el mes pasado.
Un total de 10 cargas útiles de la NASA, más que cualquier misión CLPS hasta la fecha, vuelan en Ghost Riders in the Sky, e incluyen demostraciones científicas y tecnológicas para probar las condiciones en cada paso del viaje del módulo de aterrizaje lunar entre la órbita terrestre y la superficie lunar.
Antes de llegar a la órbita lunar, los experimentos del módulo de aterrizaje Blue Ghost medirán las partículas del viento solar en el campo magnético de la Tierra, probarán el hardware informático resistente a la radiación y utilizarán los satélites GPS existentes para la navegación alrededor de la Luna.
Una vez en la superficie lunar, un conjunto de otros equipos continuará la misión de Blue Ghost con análisis del regolito, el flujo de calor y la conductividad eléctrica bajo la superficie de la Luna, además de probar el uso de una corriente eléctrica para limpiar los componentes de la nave espacial y de láseres reflectores para medir la distancia de la Luna a la Tierra.
Retrorreflector lunar de próxima generación (NGLR)
El Retrorreflector Lunar de Nueva Generación (NGLR) se asienta sobre un soporte ajustable. (Crédito de la imagen: Dr. Douglas Currie)El Retrorreflector Lunar de Nueva Generación (NGLR) reflejará los impulsos disparados desde los Observatorios Lunares de Alcance Láser (LLRO) con base en la Tierra para medir la distancia entre la Tierra y la Luna. Este experimento se basa en uno realizado por primera vez en las misiones Apolo, pero con una precisión mucho mayor. «Algunas de las personas que trabajan en aquel programa son las mismas que trabajan en éste», declaró Dennis Harris a universeexpedition.com en una entrevista previa al vuelo. Harris es el director de la misión NGLR y de otras cuatro cargas útiles que vuelan en la misión Blue Ghost 1.
Basándose en los éxitos de los experimentos Apolo, el NGLR será capaz de medir la distancia a la Luna en el rango submilimétrico para mejorar la navegación y la coordinación de las naves espaciales en el entorno lunar. Los nuevos espejos también incorporan un componente angular para redirigir los impulsos láser a una estación receptora en la Tierra, en lugar de devolverlos directamente a su punto de origen en el LLRO. El NGLR también recogerá datos relevantes para el interior de la Luna y las teorías sobre la materia oscura.
Caracterización de la adherencia del regolito (RAC)
Representación artística de la carga útil Regolith Adherence Characterization (RAC) fijada a un módulo de aterrizaje. (Crédito de la imagen: NASA/Alpha Space Test and Research Alliance, LLC)El experimento de Caracterización de la Adherencia del Regolito (RAC) es una de las pocas cargas útiles de Blue Ghost centradas en el regolito lunar, o polvo lunar. De hecho, el lugar de aterrizaje en el Mare Crisium se eligió específicamente por su paisaje liso y no rocoso, según el director del programa espacial de Firefly, Ray Allensworth.
El
RAC proporciona dos ruedas cilíndricas, cada una con 15 superficies de muestra. Una de estas ruedas estará expuesta durante toda la misión, mientras que la segunda permanecerá estibada hasta que comiencen las operaciones científicas en la superficie lunar, tras el aterrizaje. El RAC tomará muestras de diferentes superficies para exponerlas al entorno lunar tras el aterrizaje, e investigará sus cambios a lo largo del tiempo.
El regolito es como la arena, pero mucho más fina, casi como un polvo. Es increíblemente abrasivo, y causó a los astronautas del Apolo interminables dolores de cabeza en la superficie lunar. Después de caminar sobre el polvo lunar, los astronautas del Apolo descubrieron que el regolito les tapaba los visores de los cascos, les rozaba las juntas de los trajes espaciales, se metía en el interior de las naves espaciales y comprometía las juntas de vacío.
«Es muy importante», dijo Harris. «El regolito no sirve para nada». Las muestras incluyen cosas como vidrio, teflón y otros materiales asociados a los diseños de trajes espaciales, naves espaciales y hábitats e infraestructuras lunares. La observación del deterioro de los materiales a lo largo del tiempo ayudará a los investigadores a comprender mejor cómo afecta el regolito a las diferentes superficies, informando los diseños de futuras misiones a la Luna.
Escudo de polvo electrodinámico (EDS)
El Escudo Electrónico contra el Polvo (EDS) probará el uso de la electricidad para proteger los sensores de los materiales atmosféricos lunares. (Crédito de la imagen: NASA)
Otra carga útil relacionada con el regolito es el Escudo de Polvo Electrodinámico (EDS). Sin partes móviles, el EDS tiene como objetivo ayudar a prevenir la acumulación de polvo en los equipos desplegados en la superficie lunar levantando y transportando el material con diferentes corrientes eléctricas.
«Existe una gran necesidad de tecnología que pueda mitigar realmente el polvo sin necesidad de interferencias de los astronautas», declaró a universeexpedition.com el Dr. Charles Buhler, investigador principal del EDS.
En su aplicación a los tipos de infraestructuras que algún día necesitarán los astronautas en la Luna, el EDS podría utilizarse para limpiar la acumulación de regolito de la superficie de los paneles solares, las ventanas de cristal, los radiadores y otros equipos sensibles a la acumulación de partículas.
«Aprendimos del Apolo los retos que plantea el polvo lunar y cómo llega a todas partes», afirma Kristen John, Responsable de Integración Técnica de la NASA para la Iniciativa de Innovación de la Superficie Lunar (LSI). Regolito.
«Podría haber partes del traje que absolutamente les encantaría tener un EDS», sugiere el Dr. Buhler. «El casco sería útil. No querrás usar tu mano de astronauta para limpiar el polvo, porque el polvo es muy abrasivo. Arañará casi cualquier superficie. Así que hay que asegurarse de tener algún mecanismo para eliminar el polvo. EDS puede ser muy útil».
Cámaras estereoscópicas para estudios de la superficie lunar (SCALPSS)
SCALPSS sometido a pruebas ambientales en el laboratorio. (Crédito de la imagen: NASA/LaRC)
Stereo Cameras for Lunar Plume-Surface Studies (SCALPSS) recogerá datos de imágenes de la Luna durante el descenso de Blue Ghost a la superficie. En lugar de estudiar los efectos del regolito sobre las naves espaciales, SCALPSS estudiará los efectos de las naves espaciales sobre el regolito lunar. SCALPSS utilizará un conjunto de cámaras para grabar la interacción de los motores de aterrizaje de la sonda con el polvo de la superficie y medir el penacho desplazado de regolito expulsado desde el cráter de escape. Una versión anterior de SCALPSS voló en la misión IM-1 de Intuitive Machines. Esta carga útil, denominada técnicamente SCALPSS 1.1, incluye dos cámaras adicionales para captar imágenes a mayor altitud, antes de que los motores del módulo de aterrizaje interactúen con el regolito.
«Lo que realmente tratamos de comprender son las interacciones pluma-superficie (PSI)», afirma Rob Maddock, responsable de la carga útil del SCALPSS. «¿Cómo predecirlo? ¿Cómo medirla? ¿Cómo diseñar mejor tanto los módulos de aterrizaje como los equipos de superficie para tener en cuenta aspectos como la PSI? Tenemos muy pocos datos sobre la física que subyace a la interacción del penacho de escape de un cohete con el regolito lunar en el vacío», explica Maddock a universeexpedition.com.
Al no haber forma de simular el polvo en gravedad lunar en la Tierra, los investigadores sólo disponen de datos anecdóticos de los astronautas del Apolo para comprender cómo un módulo de aterrizaje más grande podría afectar a la superficie lunar.
«[Apolo 12] aterrizó a unos 150 metros (500 pies) de Surveyor 3, y cuando los astronautas se acercaron, vieron que estaba completamente arenado y tenía agujeros de rocas más grandes que se recogieron del aterrizaje Apolo», dijo Maddock. Durante las misiones Apolo, el módulo de aterrizaje lunar medía 7 metros con las patas desplegadas. La próxima vez que los astronautas aterricen en la Luna será durante la misión Artemis 3 de la NASA. En comparación, ese módulo de aterrizaje -la nave Starship de SpaceX- mide más de 50 metros de altura y levantará mucho más regolito que su predecesor.
«Si podemos entender lo que está pasando, y aún mejor, si podemos averiguar una manera de predecirlo basado en la [topografía] o el diseño [del motor] , entonces tal vez podamos ir y hacer cambios en el diseño del módulo de aterrizaje para ayudar a minimizarlo.» dijo Maddock.
Lunar Environment Heliospheric X-ray Imager (LEXI) (cámara heliosférica de rayos X para el entorno lunar)
LEXI sometiéndose a la inspección final antes de su entrega al módulo de aterrizaje. La carga útil tomará imágenes de amplio campo de visión de la magnetosfera y la magnetopausa de la Tierra. (Crédito de la imagen: NASA/GSFC/Boston University)
The Lunar Environment Heliospheric X-ray Imager (LEXI) vigilará la interacción del viento solar con la magnetosfera de la Tierra, y cómo la energía en ese entorno genera tormentas geomagnéticas y meteorología espacial. «Será la primera medición global del limbo del planeta y de cómo le afecta el viento solar», dijo Harris.
LEXI es un telescopio de rayos X blandos y, a diferencia de muchas de las cargas útiles del Blue Ghost, no esperará a que el módulo de aterrizaje aterrice en la Luna para ponerse a trabajar. Comenzará a realizar mediciones internas alrededor de la Tierra poco después del lanzamiento.
Sonda Magnetotelúrica Lunar (LMS)
LMS determinará la estructura y composición del manto lunar estudiando los campos eléctricos y magnéticos. (Crédito de la imagen: NASA/Southwest Research Institute)
The Lunar Magnetotelluric Sounder (LMS) utilizará la interacción del viento solar y los campos magnéticos de la Tierra para ayudar a calcular el perfil de conductividad eléctrica en el interior de la Luna.
La sonda desplegará un magnetómetro en un mástil, así como electrodos desde cada una de las cuatro esquinas del módulo de aterrizaje. El experimento ayudará a determinar la estructura de la temperatura y la historia de la Luna, y a diferenciar el Mare Crisium de los lugares de alunizaje Apolo situados al oeste, relativamente cerca.
Instrumentación lunar para la exploración térmica subsuperficial con rapidez (LISTER)
El experimento Lunar Instrumentation for Subsurface Thermal Exploration with Rapidity (LISTER) perforará entre 6-9 pies (2-3 metros) para medir el flujo de calor a varias profundidades bajo la superficie lunar. El instrumento medirá hasta qué punto fluye el calor por conducción y los cambios térmicos entre profundidades.
El director de la misión
LISTER, Mike Selby, espera que el instrumento se incluya en futuras misiones a otros lugares alrededor de la Luna para obtener una comprensión compuesta de la subsuperficie lunar. «Si vamos a estar en la Luna durante períodos más largos de tiempo, vamos a aprender acerca de los recursos que hay allí, cómo se formó, y lo que podemos ser capaces de hacer para aprovechar esas cosas para que a largo plazo», dijo Selby universeexpedition.com
Sistema informático tolerante a la radiación (RadPC)
RadPC proporcionará información detallada sobre la radiación en el lugar de aterrizaje lunar, centrándose en la radiación ionizante. (Crédito de la imagen: NASA/Montana State University)
The Radiation Tolerant Computer System (RadPC) es una demostración tecnológica destinada a ejecutar un conjunto de estrategias de mitigación de fallos para proteger el hardware de un ordenador de los daños causados por la radiación ionizante en el espacio y en la Luna. Excepto durante el descenso a la superficie lunar, RadPC permanecerá activo para realizar mediciones durante toda la misión de Blue Ghost.
«Se trata de un programa apasionante para la NASA», afirma Harris sobre RadPC. «Los equipos endurecidos a la radiación son realmente caros. Es difícil de fabricar, es muy caro y tiene más masa», explica. «[RadPC] es un montón de piezas comerciales, listas para usar». El paso a componentes más ligeros, baratos y eficaces para proteger contra los daños de la radiación, es «cosa de misiones a largo plazo», dice Harris. «Esto es la Luna. Esto es Marte. Esto es el espacio profundo».
Lunar PlanetVac (LPV)
Lunar PlanetVan (LPV) con carcasa protectora, junto a un gráfico simulado que muestra el funcionamiento interno de Lunar PlanetVac (LPV). Los tres complejos subsistemas y mangueras de transferencia de LPV capturarán muestras de regolito de hasta un centímetro de longitud. (Crédito de la imagen: NASA/GSFC/Honeybee Robotics)
El Lunar PlanetVac (LPV) se utilizará para recoger muestras de regolito lunar mediante un novedoso procedimiento neumático accionado por gas comprimido. La técnica se utilizará para recoger muestras de la superficie lunar que serán analizadas por otros instrumentos de a bordo. El diseño interno de los dispositivos permite transferir las muestras recogidas a múltiples aplicaciones, lo que permite completar complejos análisis de prueba sin ninguna intervención del astronauta.
«En lugar de excavar o perforar, LPV va a utilizar gas comprimido para soplar regolito en un recipiente», explicó Harris, y luego preguntó: «Ahora, ¿qué se hace con ese recipiente? Puedes recogerlo, enviarlo a la Tierra y creo que, en el futuro, podrán distribuirlo a cualquier instrumento de a bordo, como un espectrómetro, que realmente pueda hacer mediciones in situ de la superficie lunar», dijo.
Experimento de receptor GNSS lunar (LuGRE)
LuGRE sometido a pruebas de vibración. (Crédito de la imagen: NASA/GSFC)
La demostración Lunar GNSS Receiver Experiment (LuGRE) utilizará la red GPS de la Tierra para triangular la posición de Blue Ghost en la Luna y alrededor de ella. El actual Sistema Mundial de Navegación por Satélite (GNSS) para la navegación y el seguimiento de la posición de las naves espaciales consiste en satélites situados alrededor del planeta, que emiten amplios haces para triangular la información sobre la posición en la Tierra. Algunos de esos haces son lo bastante amplios como para emitirse más allá de la Tierra, y son lo bastante potentes como para ser detectados por los receptores del Blue Ghost.
LuGRE evaluará las señales GPS para su uso en el posicionamiento preciso en el entorno lunar, y proporcionará datos para calibrar mejor esas mediciones para su uso futuro. La carga útil es un proyecto conjunto de la NASA y la Agencia Espacial Italiana (ASI), y su objetivo es proporcionar un servicio temporal allí donde aún no existe una infraestructura de seguimiento cislunar.
JJ Miller es el Director Ejecutivo de la Junta Consultiva Nacional de Posición, Navegación y Cronometraje (PNT) basados en el Espacio, y afirma que hasta que no dispongamos de un sistema de posicionamiento lunar, tenemos que utilizar las tecnologías que ya tenemos. «El GPS está siempre activo, siempre disponible, es muy fiable… ¿Por qué no utilizarlo? ¿Por qué no utilizarlo?», declaró a universeexpedition.com.
Miller califica la demostración de «solución provisional», afirmando que LUGRE «prepara el terreno para cosas mayores y mejores», como un futuro GPS marciano para misiones al planeta rojo.
La misión Ghost Riders in the Sky durará 60 días entre el lanzamiento y la pérdida de energía tras la puesta de sol en la superficie lunar. (Crédito de la imagen: Firefly Aerospace)
La misión total de Blue Ghost durará aproximadamente 60 días desde el lanzamiento hasta la pérdida de potencia del módulo de aterrizaje tras la puesta de sol lunar, que los responsables de la misión esperan que sea su propio espectáculo para que el módulo de aterrizaje sea testigo.
Tras el lanzamiento, Blue Ghost pasará 25 días orbitando la Tierra, seguidos de una quema de inyección translunar y un tránsito de cuatro días hasta la órbita lunar, donde volará otros 16 días.
Una vez que aterrice, Blue Ghost pasará un día lunar completo (dos semanas) operando en la superficie de la Luna, recogiendo sus datos de investigación y completando demostraciones tecnológicas antes de que anochezca en el Mare Crisium.
La puesta de sol dejará al Blue Ghost sin fuente de energía, por lo que le quedarán unas cinco horas de energía en las baterías del módulo de aterrizaje. Pero, antes de que se apague, se producirán dos eventos solares al anochecer de la misión de Blue Ghosts.
Primero, la Tierra pasará por delante del Sol, y el módulo de aterrizaje presenciará por primera vez un eclipse solar lunar.
Luego, con su última pizca de energía, Blue Ghost utilizará su cámara de 360 grados para captar un fenómeno observado por Gene Cernan durante el final de su estancia en la Luna en el Apolo 17, en el que un resplandor en el horizonte brilla mientras el polvo lunar comienza a levitar sobre la superficie.
«Una parte divertida de la iniciativa de servicios comerciales de carga útil lunar es que contratamos a varias empresas diferentes para realizar alunizajes, y así podemos hacernos una idea de lo diferentes que son todas en su enfoque técnico, su cultura, cuáles son sus puntos fuertes», dijo el Administrador Asociado Adjunto de Exploración de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA, Joel Kearns.
El Administrador Asociado de la Dirección de Misiones Científicas, Nicky Fox, está de acuerdo y subraya la importancia del programa CLPS. «En realidad queremos crear una economía lunar sostenible, y la forma de hacerlo es invertir en estas nuevas empresas para que sí sean comercialmente viables, y luego mantener esta presencia muy fuerte y sostenida en la Luna.»
Jason Kim, Director General de Firefly, afirma que la Misión Fantasma Azul 1 es una de las muchas que están preparadas para proporcionar a la comunidad científica una cantidad significativa de datos significativos. «Hay un montón de cosas que están pasando en Firefly, así como otras empresas como nosotros, donde estamos desarrollando nuevas capacidades que podríamos aprovechar y pasar los ahorros a la NASA, y hacerlo de forma fiable y repetible», dijo Kim a universeexpedition.com.
«Eso ayuda a la exploración, y también nos ayuda con la vida en la Tierra».
