¿Por qué la India ha alunizado cerca del polo sur de la Luna?

Tras un viaje de cinco semanas, la nave india Chandrayaan-3 inició la semana pasada su descenso a la superficie lunar. La nave se colocó en posición de aterrizaje vertical, se detuvo a unos 137 metros de altura y se posó en una meseta polvorienta entre dos grandes cráteres.

"India está en la Luna", anunció a una multitud enfervorizada el miércoles 23 de agosto S. Somanath, presidente de la Organización de Investigación Espacial de la India (ISRO), en el control de la misión en Bengaluru.

Tras la Unión Soviética, Estados Unidos y China, India es el cuarto país que logra alunizar y el primero que visita la enigmática región del polo sur.

"Es absolutamente maravilloso que nuestros socios indios hayan logrado un alunizaje con éxito", afirma David Kring, científico planetario del Lunar and Planetary Institute de Houston (en Texas, Estados Unidos). "Es todo un reto poner una nave espacial en la superficie de otro cuerpo".

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Las dificultades de llegar a la Luna

La dificultad de un alunizaje se ha visto acentuada por una serie de fracasos recientes. Pocos días antes del alunizaje de Chandrayaan-3, el módulo de aterrizaje ruso Luna-25 se estrelló contra la superficie de nuestro satélite después de que un motor no se apagara correctamente. Un módulo de aterrizaje construido por la empresa japonesa Ispace, que transportaba un vehículo explorador construido por los Emiratos Árabes Unidos, terminó catastróficamente en abril después de que la nave espacial calculara mal su altitud y se quedara sin combustible. También se estrelló la primera nave de la India que intentaría un alunizaje en septiembre de 2019.

"Desde el día en que empezamos a reconstruir nuestra nave espacial después de la experiencia de Chandrayaan-2, nuestro equipo ha estado respirando hondo, Chandrayaan-3", dijo Kalpana Kalahasti, directora asociada del proyecto de la misión, después de que la nave aterrizara.

Ese equipo tuvo más motivos para celebrar a la mañana siguiente en la India, cuando un pequeño rover llamado Pragyaan "descendió del módulo de aterrizaje e India dio un paseo por la Luna". informó la ISRO.

El rover, cuyo nombre significa "sabiduría" en sánscrito, y el módulo de aterrizaje Vikram, llamado así por el científico indio Vikram Sarabhai, que ayudó a fundar la ISRO, realizarán mediciones científicas durante unas dos semanas. Transcurrido ese tiempo, la zona se sumirá en una larga noche lunar de dos semanas a la que no se espera que sobrevivan las dos naves espaciales, ya que funcionan con energía solar.

Sin embargo, dentro de poco, una nueva oleada de robots podría unirse al rover Pragyaan y al módulo de aterrizaje Vikram en la Luna. El módulo de aterrizaje japonés llamado SLIM o Smart Lander for Investigating Moon [Alunizador Inteligente para Investigar la Luna], tiene previsto un lanzamiento inminente (se ha aplazado en tres ocasiones debido al mal tiempo) junto con un nuevo telescopio espacial, ambos desarrollados por la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA).

En 2024 se espera el lanzamiento de otras misiones importantes, como el rover VIPER de la NASA y la misión china Chang'e 6 de retorno de muestras, preparadas para revelar nuevas partes de la Luna antes de la misión Artemis III, que supondrá la vuelta de seres humanos a la superficie lunar.

"Es una época muy emocionante", afirma Kring. "Va a ser divertido".

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Marcando el aterrizaje

Chandrayaan-3 aterrizó a unos 69 grados de latitud sur, más cerca del polo sur lunar que cualquier otra nave anterior. En la Tierra, esto equivaldría aproximadamente a las costas exteriores de la Antártida, aunque todavía está "muy lejos del polo a 90 grados", dice Kring.

"Están en este terreno casi polar, que es muy antiguo", afirma. "Es mucho más antiguo que cualquiera de los lugares de aterrizaje del Apolo, y... los estudios geológicos de ese terreno son muy emocionantes".

El rover analizará la composición mineral de la zona, mientras que el módulo de aterrizaje utilizará un sismómetro para escuchar los "terremotos lunares" (que pueden producirse cuando la Luna se enfría y contrae lentamente), así como para medir las temperaturas y las condiciones atmosféricas.

Pero cuando el sol se ponga en Chandrayaan-3, se espera que el rover y el módulo de aterrizaje se apaguen para siempre. Ya han cumplido su objetivo más importante: aterrizar y desplegarse de forma segura. Futuras misiones proseguirán la exploración de la superficie lunar: India podría regresar dentro de unos años durante una misión conjunta propuesta con Japón.

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Quién será el siguiente en llegar al polo sur de la Luna

Sin embargo, es posible que JAXA no tenga que esperar tanto, ya que su módulo de aterrizaje SLIM podría lanzarse esta semana (si bien tras el último aplazamiento, ocurrido esta mañana, no se ha especificado una nueva fecha para la prueba). La nave, de 2,5 metros de altura, orbitará la Luna antes de intentar un alunizaje milimétrico utilizando tecnología de reconocimiento de imágenes para identificar cráteres y determinar con precisión su ubicación. Durante el descenso final, un sofisticado radar ayudará a la nave a aterrizar a menos de 100 metros de su objetivo. En cambio, la zona de aterrizaje de Chandrayaan-3 era una elipse de unos cuatro kilómetros de ancho.

Este tipo de aterrizaje de precisión será necesario en el futuro para explorar los profundos cráteres y las escarpadas laderas del polo sur lunar. Este paisaje escarpado tiene zonas que nunca ven la luz del sol, donde los científicos creen que pueden haberse acumulado depósitos de hielo de agua, un recurso vital para establecer un puesto de avanzado para los seres humanos en la Luna.

"El Polo Sur es un mundo increíble. Su topografía es extrema, con estos cráteres realmente grandes, montañas muy altas", dice Anthony Colaprete, el científico del proyecto para la misión VIPER en el Centro de Investigación Ames de la NASA en California. "Es realmente un paisaje fascinante".

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En busca de recursos

Los cráteres del polo sur de la Luna han fascinado a la comunidad científica durante décadas. Entre ellos se encuentran algunos de los cráteres lunares más antiguos y de mayor tamaño, y contienen pistas sobre el estado del sistema solar hace más de 3500 millones de años, cuando tanto la Luna como la Tierra eran azotadas por asteroides.

En gran parte de la Luna, un ciclo de día y noche dura unos 28 días terrestres. En el polo sur, sin embargo, el sol nunca se pone, sino que gira lentamente alrededor del horizonte. Esto proyecta sombras perpetuas en algunas partes de los cráteres.

Estos focos de oscuridad, que se encuentran entre los lugares más fríos del sistema solar, pueden contener depósitos de sustancias que los científicos denominan volátiles: compuestos que se sublimarían en gas a la luz del Sol. El volátil más tentador de la Luna es el H₂O.

"Si el hielo de agua está presente en cantidades y en un estado distribuido que sea recuperable, eso sería valioso", dice Kring. "El agua, en primer lugar, es útil como consumible para los astronautas. Es útil porque es un escudo muy eficaz contra la radiación espacial. Y en tercer lugar, se puede separar el hidrógeno y el oxígeno para propulsar cohetes".

Para investigar si este hielo es accesible a futuras misiones tripuladas, la NASA está preparando el lanzamiento a la Luna de un rover llamado VIPER, o Volatiles Investigating Polar Exploration Rover [Rover de Exploración Polar para Investigar Volátiles], tan pronto como en noviembre de 2024. Equipado con un taladro de un metro de largo, el vehículo explorará los cráteres situados en la cima de una montaña llamada Mons Mouton, cerca del polo sur de la Luna.

"En el interior de estos antiguos cráteres hay regiones en sombra permanente que no han visto la luz del día en miles de millones de años", explica Colaprete. Durante su misión de 100 días, VIPER se adentrará en las regiones sombrías de los cráteres, donde las temperaturas pueden llegar a rozar el cero absoluto o cero grados kelvin (−273.15 °C).

Una vez que los científicos sepan dónde está el hielo y en qué cantidad, para acceder a él será necesario enviar a la superficie lunar equipos de recogida de agua. Para prepararse, la NASA ha financiado a varias empresas aeroespaciales para que desarrollen módulos de aterrizaje lunar que puedan transportar no sólo instrumentos científicos, sino también herramientas y suministros que ayuden a construir una base. Dos de esas naves (el módulo de aterrizaje Nova-C, construido por Intuitive Machines y el módulo de aterrizaje Peregrine, de Astrobotic Technology, ambas empresas estadounidenses) podrían lanzarse este mismo año.

Empresas privadas de la India, Japón, Israel y otros países también tienen sus miras puestas en la Luna, con toda una flota de diseños que algún día podrían ayudar a transportar carga a los astronautas que vivan en un hábitat en la superficie.

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Dejando huella

Para que los humanos vuelvan a la Luna, la NASA está intensificando su programa Artemis. Artemis I, el primer lanzamiento de prueba del cohete gigante Space Launch System que llevará personas a la Luna, despegó el 15 de noviembre de 2022. Ahora la agencia espacial se prepara para Artemis II, que llevará a los astronautas alrededor de la Luna en noviembre de 2024. Artemis III está previsto para diciembre de 2025.

Pero para lograr un aterrizaje tripulado en ese plazo, la NASA confía en el cohete Starship de SpaceX. El gigantesco vehículo de lanzamiento, el mayor y más potente jamás volado, se partió en pedazos en una ardiente explosión durante su primer lanzamiento de prueba en abril. También destruyó parcialmente la plataforma de lanzamiento, arrojando restos de hormigón y metal a miles de metros de distancia.

La NASA planea utilizar una versión modificada de la etapa superior de este cohete para alunizar personas en la Luna, y Artemis III no puede seguir adelante como estaba previsto sin ella. Elon Musk, fundador de SpaceX, habló de las mejoras de la nave estelar y de su plataforma de lanzamiento durante una entrevista con Bloomberg en junio, en la que estimó en torno a un 60 por ciento las posibilidades de alcanzar la órbita en el próximo intento.

"Todavía hay muchas incógnitas sobre cómo será exactamente la Starship cuando esté lista para misiones lunares", afirma Jason Davis, editor jefe de Planetary Society. "¿Cuánto tiempo podremos permanecer en la Luna dentro de esa cosa? ¿Cuánta carga puede llevar?".

La NASA también ha contratado a Blue Origin, la empresa de cohetes de Jeff Bezos (fundador de Amazon), para liderar un consorcio de empresas aeroespaciales en la construcción de un segundo módulo de aterrizaje lunar tripulado. Por su parte, China planea tener astronautas en la Luna para 2030 y se prepara para la misión de retorno de muestras Chang'e 6 al polo sur lunar el año que viene.

Hasta que puedan completarse los alunizajes tripulados, la superficie lunar tendrá que estudiarse desde lejos con exploradores robóticos como el Chandrayaan-3. Pero quizá en un futuro no muy lejano, científicos e ingenieros con trajes espaciales visiten los cráteres sombríos del polo sur lunar para recoger su hielo y descubrir sus secretos.