La cara oculta de la Luna, con la lejana Tierra al fondo, es visible en esta fotografía tomada por el módulo de órbita lunar de la misión Chang’e 5-T1. Crédito de la imagen: Chinese National Space Agency / Chinese Academy of Sciences
Un nuevo estudio explica cómo un equipo del Centro Space4 de la Universidad de Arizona rastreó un fragmento de basura espacial controvertido que se estrelló en la luna y explica por qué dejó dos cráteres en lugar de uno.
Tanner Campbell, un estudiante de doctorado en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Arizona, y primer autor del estudio, afirmó que, a diferencia de cualquier otro hardware espacial que terminó en la superficie lunar, este dejó no uno sino dos cráteres, lo que generó especulaciones sobre qué fue exactamente lo que encontró su lugar de descanso final allí.
Un equipo de investigadores de la Universidad de Arizona, en un artículo publicado en el Planetary Science Journal, proporciona una prueba definitiva de que el objeto era un propulsor de un cohete espacial chino que había pasado varios años orbitando por el espacio. El estudio también descubrió que es posible que la etapa del cohete abandonada transportara una carga útil adicional que no fuera revelada.
La Luna está rodeada de lo que podríamos llamar basura de alta tecnología: o sea restos de naves espaciales que chocan contra ella después de terminar sus viajes espaciales. Algunos ejemplos de basura espacial con el que los futuros astronautas podrían tropezar mientras exploran el paisaje lunar incluyen varios propulsores de cohetes de las misiones Apolo de la NASA.
Siete años antes, investigadores del Catalina Sky Survey, dirigido por la Universidad de Arizona (uno de los programas líderes del mundo encargados de detectar y estudiar asteroides que podrían representar un peligro para la Tierra), descubrieron un objeto que se movía a gran velocidad entre la Tierra y la Luna. Se le asignó el nombre WE0913A, pero este no fue identificado.
Al principio, se pensó que WE0913A era un propulsor de cohete SpaceX Falcon 9 errante de un lanzamiento de 2015 que se dirigía hacia la luna debido a su trayectoria en el cielo. Las señales de luz precisas que rebotaban en la superficie del objeto pronto fueron detectadas mediante observaciones iniciales con el Telescopio Raptor construido por el equipo de estudiantes y análisis espectral.
Concluyeron que la firma de reflexión de la luz de WE0913A y la forma en que se movía por el espacio la hacían más probable que fuera un propulsor del Chang’e 5-T1, un cohete lanzado en 2014 como parte del programa de exploración lunar de la agencia espacial china. El Comando Espacial de EE. UU. confirmó que la tercera etapa del cohete nunca regresó a la atmósfera de la Tierra, a pesar de que la agencia espacial china afirmó que el propulsor del cohete se quemó al reingresar en la atmósfera de la Tierra.
El Chang’e 5-T1 era una nave espacial robótica experimental que viajaba sobre un cohete Gran Marcha 3C. Fue diseñado como un ensayo para una misión para traer una muestra de suelo lunar de regreso a la Tierra. El objeto que luego fue identificado como el objeto WE0913A por Catalina Sky Survey fue la tercera y más alta etapa de ese cohete. Las cargas útiles fueron impulsadas hacia una órbita alrededor de la luna por el empuje proporcionado por el propulsor. Una vez que terminó su trabajo, los propulsores de cohetes suelen dejar de lado el módulo orbital y la cápsula de retorno de muestras.
Vishnu Reddy, profesor de ciencia planetaria en el Laboratorio Planetario y Lunar de la Universidad de Arizona y director del Centro Space4, dijo: «A medida que el objeto gira, vemos variaciones en la luz correcta que refleja a medida que cambia el área de la superficie visible.» Reddy fue coautor del artículo y asesor de Campbell. Cuando el lado ancho del cohete apunta hacia usted, recibirá más luz, mientras que a medida que gira, recibirá menos luz de ese lado.
Al comparar los datos de la curva de luz con simulaciones por computadora de miles de objetos hipotéticos flotando en el espacio, el equipo pudo determinar que WE0913A no era lo que se esperaría de un cohete propulsor.
Campbell dijo: «Algo que ha estado en el espacio durante tanto tiempo está sujeto a la gravedad de la Tierra, la Luna y la luz del Sol». Por lo tanto, se espera que se tambalee un poco, especialmente considerando que el cuerpo del cohete es una carcasa grande vacía con un motor pesado en un lado. Sin embargo, esto simplemente estaba girando de un lado a otro de manera muy constante.»
En otras palabras, es posible que el cohete tuviera un mecanismo para equilibrar los dos motores, cada uno de los cuales pesa 1.200 libras sin combustible.
Campbell dijo: «Sabemos que el propulsor tenía una plataforma de instrumentos en su extremo superior, pero pesa solo alrededor de 60 libras». Realizamos un análisis de equilibrio, el cual reveló que el peso mencionado habría trasladado el centro de gravedad del cohete unos pocos centímetros, pero esto no fue suficiente para justificar su rotación estable. Eso nos lleva a creer que debe haber algo más montado al frente.
El impacto mismo proporcionó más información: cuando el cohete propulsor chocó contra la luna, formó dos cráteres, a unos 100 pies de distancia, en lugar de uno. Campbell señaló una vez más que es muy inusual que los cráteres que dejaron los cohetes Apolo sean redondos.
«Es la primera vez que vemos un doble cráter», dijo. Sabemos que en el caso de Chang’e 5 T1, su impacto fue casi directo hacia abajo, y se necesitan dos masas aproximadamente iguales y separadas entre sí para que esos dos cráteres tengan aproximadamente el mismo tamaño.
El estudio demuestra una necesidad creciente: poder realizar un seguimiento del hardware espacial obsoleto después de que haya cumplido su propósito. Esto es fundamental para la continuación de la exploración espacial. Roberto Furfaro, subdirector de Space4 y coasesor de Campbell, afirmó que el Centro Space4 de la Universidad de Arizona es parte de este esfuerzo, en el que los programas de investigación para tomar conciencia de esta problemática.
Furfaro dijo: Que hay un gran impulso tanto a nivel gubernamental como comercial para ir a la luna, y que una vez que se ponen cada vez más objetos en la luna, es crucial no solo rastrear el objeto, sino también comprender lo que harán una vez que lleguen allí.
Hay muchas posibilidades de que la identidad del cohete Chang’e 5 T1 siga siendo un misterio en cuanto a su carga útil adicional, dijo Campbell.
«Sin embargo, no sabemos cuál podría haber sido: quizás una estructura de apoyo adicional, o instrumentación adicional, o algo más», afirmó. Es posible que nunca lo sepamos.
REFERENCIAS
Physical Characterization of Moon Impactor WE0913A: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/PSJ/acffb8
