Sí, hay agua en la luna.
Pero, ¿cómo es? ¿Cuánta hay? ¿Dónde se encuentra? Y, en la mente de todos, ¿podríamos los humanos beberla o, al menos, extraer las moléculas y vivir del líquido si nos mudáramos al espacio?
Estas preguntas y más podrían responderse con la ayuda del Lunar Trailblazer, un brillante satélite del tamaño de un lavavajillas que partió de Littleton a finales de enero en ruta a Cabo Cañaveral. En Florida, el pequeño satélite se acoplará a un cohete Falcon 9 de Space X el miércoles y se dirigirá a una cómoda órbita alrededor de la luna.
“Esperamos que nos ayude a comprender el ciclo del agua en la luna: dónde se ubica el agua y cómo cambia con el tiempo, dadas las diferentes temperaturas, la exposición a la radiación solar, el paso del lado oscuro al claro y todo eso”, dijo Ryan Pfeiffer, director del programa Lockheed Martin para el proyecto Lunar Trailblazer, en el campus Waterton en Littleton.
No es la primera misión lunar de la división espacial de Lockheed Martin, que tiene su oficina central al sur del parque estatal Chatfield. Lockheed fue parte de la misión Lunar Prospector en 1998 para cartografiar la superficie lunar. Ha sido el principal contratista de la NASA para la nave Orión en las misiones Artemis, la que enviará humanos de vuelta a la luna. Y aunque Lockheed había empezado a trabajar en el vehículo explorador lunar para la misión Artemis III, se retiró el pasado otoño debido a conflictos de estrategia comercial con un socio del proyecto.
Lockheed es también una parte importante de la industria aeroespacial de Colorado, a la que se unen numerosas empresas grandes y pequeñas que están decididas a explorar la luna y más allá. Más de 55,000 Coloradenses trabajan directamente con empresas aeroespaciales, y otros 184,000 indirectamente, según la Oficina de Desarrollo Económico y Comercio Internacional (OEDIT por sus siglas en inglés) del estado.
Colorado está a la cabeza del país en empleo aeroespacial per cápita según Eve Lieberman, directora ejecutiva de la OEDIT. Y eso sigue creciendo.
“Actualmente albergamos a 2,000 empresas aeroespaciales”, dijo, “un aumento del 26% en los últimos cinco años, que apoyan y crean trabajos que sostienen a familias y comunidades”.
Una misión más sencilla
A finales de enero, el satélite se encontraba en una cámara estéril del campus de Lockheed y parecía más un proyecto escolar de ciencias que una nave espacial de alta tecnología. (“Hay cero necesidad de poner la forma del diseño por encima de la función. Todo gira en torno a la función porque nadie lo ve nunca”, declaró Gary Napier, portavoz de Lockheed). Las tecnologías clave de búsqueda de agua quedan ocultas tras una lámina brillante similar a un envoltorio , en realidad un panal de aluminio recubierto de fibra de carbono. Es muy resistente, duradero y no se expande ni se contrae con el calor o el frío extremo.
Había varios objetos pegados a la caja, sellados con lo que parecía cinta adhesiva naranja translúcida. Eso es cinta Kapton, “la cinta adhesiva más cara del mundo”, bromeó Pfeiffer.
Todo ello, dijo, es “parte del recubrimiento térmico. Así es como lo ensamblamos”.
Las temperaturas en la luna varían ampliamente: según la NASA, de 250 grados Fahrenheit durante el día a 208 bajo cero por la noche sólo en el ecuador. Las capas térmicas, la cinta Kapton y los radiadores térmicos integrados ayudan a la nave espacial a “mantener temperaturas más parecidas a la temperatura ambiente. Intenta mantener los componentes electrónicos a 25 grados centígrados, a veces más fríos, a veces más templados”, explica Bronson Collins, ingeniero jefe del proyecto. “Gran parte del trabajo en la nave espacial consiste en manipular el calor”.
El Lunar Trailblazer es un proyecto relativamente pequeño para Lockheed y el programa espacial estadounidense. De hecho, forma parte de una categoría que la NASA denomina SIMPLEx, siglas en inglés que significan Pequeñas Misiones Innovadoras para la Exploración Planetaria. Este tipo de misiones suelen ser de investigación, tienen un presupuesto inferior a $100 millones de dólares y se llevan a cabo en cohetes que ocupan un espacio infrautilizado (Lunar Trailblazer comparte espacio con el IM-2 de Intuitive Machines para llevar un taladro a la luna).
El costo de la misión Lunar Trailblazer ronda los $80 millones de dólares, lo que puede parecer alto, pero no lo es tanto si se compara con otros proyectos de la NASA. Las misiones Artemis tienen presupuestos de billones de dólares cada una, según una auditoría gubernamental. La misión Europa Clipper, que despegó en octubre y se dirige a la luna de Júpiter Europa, en busca de agua, tiene un precio de $5 billones de dólares.
La contribución de Lockheed es la construcción de la nave. La visionaria que está detrás de este viaje en busca de agua es Bethany Ehlmann, profesora de ciencias planetarias del Instituto Tecnológico de California (conocido como CalTech), en Pasadena, California.
Ehlmann, geóloga titulada se especializó en el estudio del agua en Marte. Pero hace aproximadamente una década, asistió a un taller sobre el agua en la luna y acabó ideando con colegas del CalTech y del Jet Propulsion Laboratory (JPL) una misión de investigación para ver qué tipo de agua había en la luna y dónde estaba. La NASA financió el proyecto en el verano de 2019.
“El objetivo básico de la misión Lunar Trailblazer es comprender la forma, la distribución y la abundancia del agua en la luna y el ciclo del agua lunar”, dijo Ehlmann, quien no estará en Florida para el lanzamiento pero lo seguirá desde la sala de operaciones de CalTech. JPL y Lockheed también apoyarán la misión desde sus instalaciones.
Ella no espera encontrar líquido que pueda salpicarse, sino más bien hielo, escarcha o moléculas de agua incrustadas en las rocas. Al no haber atmósfera en la luna, el agua no se acumula ni se deposita en lagos como en la tierra. En la luna, el agua se evaporaría instantáneamente. Pero parece estar en las grietas de la luna, donde nunca brilla el sol. El satélite que construyó Lockheed puede examinar mejor qué formas de agua existen en la luna.
“Estamos haciendo mapas de dónde está el agua y cuánta hay porque si vamos a enviar misiones (tripuladas)… hay que saber a dónde ir y cuánta es probable encontrar”, dijo. “¿Es probable encontrar minerales con medio punto porcentual de agua? ¿O vas a encontrar literalmente un bloque de hielo sucio en la superficie? Es importante responder a estas preguntas para guiar futuras exploraciones que desciendan en la luna”.
Cómo encontrar agua en la luna
Para mantener los costos dentro de un presupuesto reducido, Lunar Trailblazer no parte de cero. Está utilizando tecnología de sus amigos científicos.
JPL proporcionó un espectrómetro de imágenes especial llamado High-resolution Volatiles and Minerals Moon Mapper o HVM3 para captar imágenes no visibles al ojo humano (“Cuando toma una imagen de la superficie, cada píxel tiene un espectro asociado y a partir del espectro se puede saber de qué está hecha la superficie”, dijo Ehlmann).
El Lunar Thermal Mapper de la Universidad de Oxford puede medir la temperatura de la superficie lunar. El instrumento fue financiado por la agencia espacial británica como una colaboración internacional. Crea mapas térmicos basados en la temperatura y también cartografiará las propiedades físicas de la luna con mayor detalle.
Ehlmann explicó que también se están basando en datos lunares existentes de misiones anteriores que “proporcionan indicios de dónde hay agua, a escala de unos pocos kilómetros”, dijo. El Lunar Trailblazer puede acercarse a esos puntos exactos y tomar imágenes de mayor resolución a escala de “decenas de metros”, es decir, ampliando los objetos más de 100 veces.
“Podemos aprovechar el hecho de que la NASA y otros países ya han elaborado mapas bastante buenos de la luna”, explica. “Pero vamos a hacer uno impresionante centrado en el agua, con una resolución que permitirá a los futuros módulos de aterrizaje o vehículos exploradores o tolvas o astronautas ir exactamente a los depósitos de agua más interesantes”.
Cuando se lance, el satélite pasará por delante de la luna, tomará unos meses en su viaje de regreso y se asentará a unos 100 kilómetros de la superficie lunar. Este viaje podría durar entre cuatro y siete meses. Una vez en órbita, empezará a escanear para recolectar detalles de las manchas de agua que se sospecha que hay debajo. Las herramientas medirán la luz reflejada y las emisiones térmicas para que los científicos puedan analizar la composición y la temperatura y comprobar si lo que creen que es agua lo es y, en caso afirmativo, averiguar si cambia a lo largo del día.
Desde su lanzamiento hasta el final, se espera que el viaje de Lunar Trailblazer tome dos años.
En la cumbre del proyecto, probablemente sólo había cuatro o cinco técnicos ensamblando el vehículo, mientras los ingenieros estaban en sus oficinas. Cuando el satélite salió de Littleton el mes pasado, Lockheed ya no tenía a nadie trabajando en el proyecto a tiempo completo. Habían pasado a trabajar en otros proyectos espaciales de Lockheed, como las misiones Artemis, la infraestructura lunar y las misiones planetarias robóticas y meteorológicas, como DAVINCHI y GeoXO.
“Se trata realmente de desbloquear una especie de futura habitabilidad de la luna a largo plazo, lo que es realmente difícil de hacer sin agua. Y si no se sabe dónde va a estar, es muy difícil planificar la misión”, explica Pfeiffer. “Eso es parte del conocimiento que el equipo realmente quiere obtener de esto”.
En Colorado, no se trata sólo de agua
La búsqueda de agua en el espacio es internacional, con misiones en curso de India, China, Rusia, Corea y Japón, dijo Angel Abbud-Madrid, profesor y director del Centro de Recursos Espaciales de la Escuela de Minas de Colorado.
“Como buen coloradense, uno sabe que el agua es el recurso más importante que los seres humanos persiguen a donde van”, dijo Abbud-Madrid. “No sólo es importante para que los humanos sobrevivan, sino que si estás en la luna, el agua también puede ser útil para cultivar plantas y es el mejor elemento de blindaje contra la radiación que existe”.
También podría utilizarse como combustible, agregó. Caliéntela y se convertirá en vapor para propulsar un cohete. Divídela en hidrógeno y oxígeno para crear “la combinación propulsora más energética que puedes encontrar”, dijo. “Y una vez que tienes combustible en el espacio, puedes evitar llevar todo desde la tierra, lo cual es extremadamente caro porque tenemos que superar esta cosa llamada gravedad”.
El sueño es volver a llevar gente a la luna, y no sólo para un sobrevuelo, sino para vivir durante largos periodos de tiempo. Para ello hay que conseguir cohetes, módulos de aterrizaje lunar, vehículos exploradores, equipos para extraer agua y construir infraestructuras allí arriba.
Todo ello está relacionado con Colorado, afirma Abbud-Madrid.
Lockheed tiene la nave Orion para llevarnos a la luna. United Launch Alliance, con base en Centennial, tiene el cohete Vulcan, que proporciona más acceso al espacio. Blue Origin, que abrió una oficina en Highlands Ranch en 2022, acaba de lanzar el cohete New Glenn, que competiría con SpaceX para hacer el espacio más accesible.
“Bajar el costo es clave”, dijo Abbud-Madrid. “En el momento en que bajes (el costo de) acceso al espacio, van a empezar a suceder cosas. Igual que en la tierra. Ha sido tan caro que sólo unos pocos países han ido y sólo unas 600 personas han salido al espacio”.
Una vez en el espacio, la japonesa iSpace, que eligió Denver como su base central en Estados Unidos en 2020, está diseñando un módulo de aterrizaje lunar que despegará el año siguiente hacia la cara oculta de la luna.
Lunar Outpost, con base en Golden, colabora con General Motors y Goodyear Tire & Rubber Company en el vehículo Lunar Dawn, que ayudará a los astronautas a desplazarse por la luna para explorar más a fondo su entorno extremo.
Lunar Outpost también se ha asociado con Nokia para conseguir la primera red celular 4G/LTE en la luna, que se unirá al Trailblazer en el cohete Falcon 9. Honeybee Robotics, filial de Blue Origin con oficina en Longmont, ha desarrollado taladros que se utilizarán en el polo sur de la luna para averiguar si hay agua bajo la superficie.
Y una vez que haya combustible disponible, tendrá más sentido que las naves espaciales reposten en la luna, ya que hay menos gravedad. La energía que necesitan los cohetes para superar la gravedad terrestre y llegar al espacio puede ser el 90% de la masa del cohete. Así que… gasolineras espaciales. Orbit Fab, con base en Lafayette, que en 2019 se convirtió en la primera empresa privada en reabastecer de agua a la Estación Espacial Internacional, está trabajando en estaciones de reabastecimiento para naves espaciales.
“Una base en la luna está en los planes de la NASA para finales de la década”, dijo Abbud-Madrid. “Una vez que empieces a tener seres humanos para una presencia sostenida, vas a tener que proporcionarles agua para beber, oxígeno para respirar, materiales de construcción para hábitats y pistas de aterrizaje y carreteras. … Todas estas empresas están trabajando en ello”.
Y a partir de ahí, está el resto del espacio profundo, dijo Whitley Poyser, directora de la oficina del programa de transformación empresarial de Lockheed Martin Space.
Personalmente, me gusta hablar del espacio profundo como todos los planetas excepto la tierra. Y no porque no nos importe la tierra, sino porque nos ayuda a comprender mejor dónde vivimos”, dijo Poyser. “Ir a la luna es una parte muy importante de ese ecosistema. Tenemos que entender nuestro cuerpo planetario más cercano para ayudarnos a estar informados, especialmente a medida que exploramos más profundamente en el espacio insondable, que también es nuestra misión”.
Traducción por Dolores Duarte para Sol del Valle