El polo sur lunar es el punto más austral de la Luna . Es de interés para los científicos debido a la presencia de hielo de agua en las zonas permanentemente sombreadas a su alrededor. La región del polo sur lunar presenta cráteres que son únicos porque la luz solar casi constante no llega a su interior. Estos cráteres son trampas frías que contienen registros fósiles de hidrógeno, hielo de agua y otros volátiles que datan del Sistema Solar temprano . [1] [2] En contraste, la región del polo norte lunar exhibe una cantidad mucho menor de cráteres igualmente protegidos. [3]
El polo sur lunar está situado en el centro del Círculo Polar Antártico (80°S a 90°S). [2] [4] (El giro del eje está a 88,5 grados del plano de la eclíptica). El polo sur lunar se ha desplazado 5 grados desde su posición original hace miles de millones de años. [ cita necesaria ] Este cambio ha [5] cambiado el eje de rotación de la Luna, permitiendo que la luz del sol alcance áreas previamente sombreadas, pero el polo sur todavía presenta algunas áreas completamente sombreadas. Por el contrario, el polo también contiene zonas con exposición permanente a la luz solar. La región del polo sur presenta muchos cráteres y cuencas, como la cuenca del Polo Sur-Aitken , que parece ser una de las características más fundamentales de la Luna, [6] y montañas, como el pico Epsilon a 9.050 km, más alto que cualquier montaña. encontrado en la Tierra. La temperatura del polo sur promedia aproximadamente 260 K (-13 °C; 8 °F). [6]
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El polo definido por el eje de rotación de la Luna se encuentra dentro del cráter Shackleton . Los cráteres notables más cercanos al polo sur lunar incluyen de Gerlache , Sverdrup , Shoemaker , Faustini , Haworth , Nobile y Cabeus .
El polo sur lunar presenta una región con bordes de cráteres expuestos a una iluminación solar casi constante, pero el interior de los cráteres está permanentemente a la sombra de la luz solar. La iluminación del área se estudió utilizando modelos digitales de alta resolución producidos a partir de datos del Lunar Reconnaissance Orbiter . [7] La superficie lunar también puede reflejar el viento solar como átomos neutros energéticos. En promedio, el 16% de estos átomos han sido protones que varían según la ubicación. Estos átomos han creado un flujo integral de átomos de hidrógeno retrodispersados debido a la cantidad reflejada de plasma que existe en la superficie de la Luna. También revelan el límite de la línea y la dinámica magnética dentro de las regiones de estos átomos neutros en la superficie de la Luna. [8]
Las trampas de frío son algunos de los lugares importantes en la región del polo sur lunar en términos de posible hielo de agua y otros depósitos volátiles. Las trampas frías pueden contener agua y hielo que originalmente provenían de cometas , meteoritos y reducción de hierro inducida por el viento solar . A partir de experimentos y lecturas de muestras, los científicos pudieron confirmar que las trampas frías contienen hielo. También se ha encontrado hidroxilo en estas trampas frías. El descubrimiento de estos dos compuestos ha llevado a la financiación de misiones centradas principalmente en los polos lunares mediante detección infrarroja a escala global. El hielo permanece en estas trampas debido al comportamiento térmico de la Luna que está controlado por propiedades termofísicas como la luz solar dispersa, la rerradiación térmica , el calor interno y la luz emitida por la Tierra. [9]
Hay zonas de la Luna donde la corteza está magnetizada. Esto se conoce como anomalía magnética debido a los restos de hierro metálico que fueron colocados por el impactador que formó la cuenca Polo Sur-Aitken (cuenca SPA). Sin embargo, la concentración de hierro que se cree que hay en la cuenca no estaba presente en los mapeos, ya que podrían estar demasiado profundos en la corteza lunar para que los mapeos los detecten. O la anomalía magnética es causada por otro factor que no involucra propiedades metálicas. Los hallazgos resultaron inadecuados debido a las inconsistencias entre los mapas utilizados y además no pudieron detectar la magnitud de las fluctuaciones magnéticas en la superficie de la Luna. [10] [ necesita actualización ]
Orbitadores de varios países han explorado la región alrededor del polo sur lunar. Los Lunar Orbiters , Clementine , Lunar Prospector , Lunar Reconnaissance Orbiter , Kaguya y Chandrayaan-1 llevaron a cabo extensos estudios que descubrieron la presencia de agua lunar . La misión LCROSS de la NASA encontró una cantidad significativa de agua en Cabeus . [11] La misión LCROSS se estrelló deliberadamente contra el suelo de Cabeus y, a partir de muestras, descubrió que contenía casi un 5% de agua. [12]
El Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) fue lanzado por la NASA el 18 de junio de 2009 y todavía está cartografiando la región del polo sur lunar. Esta misión ayudará a los científicos a ver si la región del polo sur lunar tiene suficientes recursos sostenibles para sostener una estación tripulada permanente. El LRO lleva el Experimento Radiómetro Lunar Diviner, que investiga la radiación y las propiedades termofísicas de la superficie del polo sur. Puede detectar la radiación solar reflejada y las emisiones infrarrojas internas. El LRO Diviner es capaz de detectar dónde podría quedar atrapado el hielo de agua en la superficie. [9]
El satélite de observación y detección de cráteres lunares ( LCROSS ) fue una nave espacial robótica operada por la NASA . La misión fue concebida como un medio de bajo costo para determinar la naturaleza del hidrógeno detectado en las regiones polares de la Luna . [13] Lanzada inmediatamente después del descubrimiento de agua lunar por Chandrayaan-1 , [14] el principal objetivo de la misión LCROSS era explorar más a fondo la presencia de agua en forma de hielo en un cráter permanentemente sombreado cerca de una región polar lunar. [15] Fue lanzado junto con el Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) y su etapa Centaur Upper. Logró confirmar la presencia de agua en el cráter lunar cabeus , en el sur de la Luna . [dieciséis]
La Sonda de Impacto Lunar (MIP) desarrollada por la Organización de Investigación Espacial de la India (ISRO), la agencia espacial nacional de la India, fue una sonda lunar que fue lanzada por el orbitador de teledetección lunar Chandrayaan-1 de ISRO , que a su vez fue lanzado el 22 de octubre de 2008. La sonda de impacto lunar se separó de Chandrayaan-1 , que orbitaba la Luna, el 14 de noviembre de 2008 a las 20:06 IST y después de casi 25 minutos se estrelló como estaba previsto, cerca del borde del cráter Shackleton . Con esta misión, India se convirtió en la primera en realizar un aterrizaje forzoso o impactar en el Polo Sur lunar.
Rusia lanzó su módulo de aterrizaje lunar Luna 25 el 10 de agosto de 2023. [17] Luna-25 pasó cinco días viajando a la Luna y luego estuvo orbitando el satélite natural durante otros cinco a siete días. Se planeó entonces que la nave espacial aterrizara en la región del polo sur de la Luna, cerca del cráter Boguslawsky . Luna desarrolló una "situación de emergencia" que se produjo durante la reducción de la sonda a una órbita previa al aterrizaje. El módulo de aterrizaje lunar perdió abruptamente la comunicación a las 14:57 horas (11:57 GMT). Luna 25 era únicamente un módulo de aterrizaje, con la misión principal de probar la tecnología de aterrizaje. La misión transportaba 30 kg (66 lb) de instrumentos científicos, incluido un brazo robótico para muestras de suelo y posible hardware de perforación. [18] El lanzamiento tuvo lugar en un cohete Soyuz-2.1b con etapa superior Fregat , desde el cosmódromo de Vostochny . [19] [20]
El 23 de agosto de 2023 a las 12:34 UTC , la Chandrayaan-3 de la India se convirtió en la primera misión lunar en lograr un aterrizaje suave cerca del polo sur lunar. La misión constaba de un módulo de aterrizaje y un rover para realizar experimentos científicos. [21]
El módulo de aterrizaje IM-1 Odysseus ha tardado unos seis días en viajar de la Tierra a la Luna. Una vez en las proximidades de la Luna, el módulo de aterrizaje pasó aproximadamente un día terrestre más orbitando la Luna. Esto estableció el 22 de febrero de 2024 a las 11:24 p.m. UTC como fecha de aterrizaje lunar del módulo de aterrizaje. [22] [23] El objetivo inicial era aterrizar dentro del cráter Malapert-A, que está a unos 300 km (190 millas) del polo sur lunar. [24] [25] Más tarde, la hora exacta del aterrizaje se anunció a las 11:24 p.m. UTC. [ cita necesaria ] Odiseo hizo historia al convertirse en el primer alunizaje estadounidense en el siglo XXI.
Justo antes del aterrizaje, aproximadamente a 30 m (98 pies) sobre la superficie lunar, se planeó que el módulo de aterrizaje Odysseus expulsara el CubeSat equipado con una cámara EagleCam , que habría sido arrojado a la superficie lunar cerca del módulo de aterrizaje, con una velocidad de impacto de aproximadamente 10 m/s (22 mph). Sin embargo, debido a complicaciones derivadas de un parche de software, se decidió que EagleCam no sería expulsada al aterrizar. Posteriormente fue expulsado el 28 de febrero, pero fue parcialmente un fracaso ya que devolvió todo tipo de datos, excepto las imágenes posteriores al aterrizaje del IM-1, que eran el objetivo principal de su misión. [26] [27] [28] [29]
La región del polo sur lunar se considera un lugar atractivo para futuras misiones de exploración y adecuado para un puesto de avanzada lunar. Los lugares permanentemente sombreados de la Luna podrían contener hielo y otros minerales, que serían recursos vitales para futuros exploradores. Los picos de las montañas cerca del polo están iluminados durante largos períodos de tiempo y podrían usarse para proporcionar energía solar a un puesto de avanzada. Con un puesto de avanzada en la Luna, los científicos podrán analizar agua y otras muestras volátiles que datan de la formación del Sistema Solar . [2]
Los científicos utilizaron LOLA (Lunar Orbiter Laser Altimeter), que era un dispositivo utilizado por la NASA para proporcionar un modelo topográfico preciso de la Luna. [30] Con estos datos, se encontró que las ubicaciones cerca del polo sur en Connecting Ridge, que conecta Shackleton con el cráter de Gerlache , [7] producían luz solar durante el 92,27 al 95,65% del tiempo según una altitud que oscilaba entre 2 m sobre el suelo. a 10 m sobre el suelo. En los mismos lugares se descubrió que los períodos continuos más largos de oscuridad duraban sólo de 3 a 5 días. [7]
El polo sur lunar es un lugar donde los científicos pueden realizar observaciones astronómicas únicas de ondas de radio por debajo de 30 MHz. Los microsatélites chinos Longjiang se lanzaron en mayo de 2018 para orbitar la Luna, y Longjiang-2 operó en esta frecuencia hasta el 31 de julio de 2019. [31] [32] [33] [34] Antes de Longjiang-2 , ningún observatorio espacial había podido observar ondas de radio astronómicas en esta frecuencia debido a las ondas de interferencia de los equipos en la Tierra. El polo sur lunar tiene montañas y cuencas, como el lado sur de la montaña Malapert , que no miran a la Tierra y serían un lugar ideal para recibir este tipo de señales de radio astronómicas desde un observatorio de radio terrestre. [35]
La energía solar, el oxígeno y los metales son recursos abundantes en la región del polo sur. [37] Al ubicar una instalación de procesamiento de recursos lunares cerca del polo sur, la energía eléctrica generada por energía solar permitirá un funcionamiento casi constante. [38] Los elementos que se sabe que están presentes en la superficie lunar incluyen, entre otros, hidrógeno (H), [39] oxígeno (O), silicio (Si), hierro (Fe), magnesio (Mg), calcio (Ca), aluminio (Al), manganeso (Mn) y titanio (Ti). Entre los más abundantes se encuentran el oxígeno, el hierro y el silicio. El contenido de oxígeno se estima en 45% (en peso).
Blue Origin está planeando una misión a la región del polo sur aproximadamente en 2024. [40] [41] [42] El módulo de aterrizaje Blue Moon deriva de la tecnología de aterrizaje vertical utilizada en el cohete suborbital New Shepard de Blue Origin . [43] Esto conduciría a una serie de misiones de aterrizaje de equipos para una base tripulada en un cráter de la región del polo sur utilizando su módulo de aterrizaje Blue Moon . [41] [42]
El programa Artemis de la NASA ha propuesto aterrizar varios módulos de aterrizaje y rovers robóticos ( CLPS ) en preparación para el aterrizaje tripulado de Artemis 3 en 2025 en la región del polo sur. [44]
Actualizado a las 12:49 a. m. EDT, 24 de agosto de 2023.
Según el plan de la NASA, una misión para aterrizar en la Luna se llevaría a cabo durante el tercer lanzamiento del Sistema de Lanzamiento Espacial. Los astronautas, incluida la primera mujer en caminar sobre la luna, dijo Bridenstine, se detendrían primero en el puesto de avanzada lunar en órbita. Luego llevarían un módulo de aterrizaje a la superficie cerca de su polo sur, donde existe agua congelada dentro de los cráteres.
