La exploración lunar está entrando en una nueva etapa, impulsada por la colaboración internacional y la necesidad de recursos para sostener futuras misiones humanas. En esta entrada, analizamos cómo la detección de hielo y el agua en la superficie lunar, con herramientas como el Neutron Spectrometer System (NSS), habilitan un avance crucial para la presencia permanente en la Luna.

NASA se une a socios globales para buscar hielo en la Luna y apoyar la exploración humana futura. La agencia proporcionará un instrumento detector de agua, el NSS, para la misión LUPEX, liderada por la JAXA y la ISRO. Este instrumento se instalará en el rover lunar de LUPEX y se espera que llegue a la Luna no antes de 2028. Este esfuerzo forma parte de una iniciativa continua para identificar y caracterizar el agua lunar y otros materiales que se evaporan con facilidad cerca del polo sur lunar.

El agua es un recurso crítico para la presencia sostenida en la Luna. En lugar de depender exclusivamente de suministros enviados desde la Tierra, los astronautas podrían usar el agua disponibles en la superficie para aire respirable, combustible para cohetes y otros usos. El primer paso es localizar depósitos de cantidades significativas de agua cercanos a la superficie para señalar posibles áreas de aterrizaje para futuras misiones. El agua lunar se encuentra principalmente dentro del regolito, el material arenoso y rocoso que cubre la superficie, pero podrían existir depósitos de hielo por debajo en el polo sur. Comprender la cantidad y la calidad de estos recursos nos enseña a aprovecharlos para la exploración.

“Actualmente existe una brecha en nuestra comprensión sobre cómo se distribuye el hielo lunar a escalas pequeñas, desde decímetros hasta decenas de kilómetros”, afirmó Rick Elphic, líder del NSS en el Ames Research Center. “La única forma de entender el ‘dónde’ y ‘cuánto’ del hielo lunar es explorando la superficie a estas escalas”.

Cómo señalan los neutrones el agua

Los científicos buscan agua en la Luna sin perforar la superficie. Se localizan concentraciones de hidrógeno, el elemento clave de H2O. Misiones anteriores en órbita ya indicaron signos de agua en los polos, pero se requieren exploraciones terrestres para mapear con detalle ubicación y cantidad.

Instrumentos como el NSS infieren la presencia de hidrógeno detectando interacciones con partículas llamadas neutrones. Los neutrones circulan constantemente en el regolito lunar y tienen un tamaño similar al de los átomos de hidrógeno. Cuando interactúan, se emiten menos neutrones de energía media desde el suelo. Esa deficiencia de neutrones de energía media puede medirse para deducir la presencia de hidrógeno bajo la superficie.

El NSS utiliza un detector de gas proporcional para captar neutrones que rebotan desde el regolito. Cuenta con dos tubos que contienen helio-3, un gas raro extremadamente sensible a los neutrones. Cuando los neutrones golpean los átomos de helio-3, se generan pulsos eléctricos que permiten estimar la presencia y cantidad de hidrógeno hasta tres pies (≈0,9 m) bajo la superficie.

Una serie de cazadores de agua

La investigación continua sobre el agua lunar informará cómo podrían los astronautas acceder a ella en el futuro. En ese marco, los investigadores de la NASA en Ames han desarrollado una serie de instrumentos NSS destinados a operar a bordo de diferentes misiones para investigar sitios en polo sur lunar. El NSS inaugural voló a bordo del lander Peregrine de Astrobotic (Misión One), lanzada en enero de 2024. Aunque esa misión no aterrizó, el NSS siguió operando y recopiló datos útiles para futuras misiones. Recientemente, la misión VIPER y otros esfuerzos de CLPS continuarán llevando NSS a la superficie lunar.

El NSS es el resultado de la colaboración entre el Ames Research Center y Lockheed Martin Advanced Technology Center. Estos esfuerzos destacan cómo la ciencia de detección de agua en la Luna depende de una cartera de misiones y de la cooperación entre agencias y la industria.

Para más información sobre la ciencia del agua en la Luna, visita: https://science.nasa.gov/moon/moon-water-and-ices

Karen Fox / Molly Wasser
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Arezu Sarvestani
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