ELL, una sonda europea en el polo sur de la Luna

Por Daniel Marín, el 18 julio, 2012. Categoría(s): Astronáutica • ESA • Luna • sondasesp ✎ 10

Uno de los proyectos menos conocidos y más interesantes de la agencia espacial europea (ESA) es una sonda para explorar el polo sur de la Luna. El proyecto, bautizado primero como MoonNEXT y posteriormente como NEXT, se conoce ahora de forma provisional como European Lunar Lander (ELL).

ELL, una sonda lunar europea (ESA).

ELL nació a la sombra del entusiasmo lunar generado por el desaparecido programa Constelación de la NASA para poner un hombre en la Luna en 2020 y actualmente ya se ha completado la fase B1b de su diseño. A finales de año, el Consejo de Ministros de los países miembros de la ESA deberá decidir si finalmente aprueba o no esta misión. En caso afirmativo, es más que probable que la misión reciba un nombre un poco más digno.

Esta misión tiene como objetivo estudiar el polo sur de la Luna. Más concretamente, el borde del cráter Shackleton (aunque también se han propuesto otras zonas cercanas), un lugar donde el Sol nunca se pone candidato para instalar una base lunar. De este modo, ELL no tendrá que sufrir la gélida noche lunar de dos semanas y podrá utilizar paneles solares para llevar a cabo una misión con una duración de un año aproximadamente, evitando la necesidad de emplear generadores de radioisótopos (RTG/RHU) para generar electricidad y/o calentar el vehículo. La sonda, construida por EADS Astrium, tendrá una masa de 2444 kg (752 kg en seco). Posee un diseño simple con forma cilíndrica e incluye cinco motores principales EAM de 500 N de empuje cada uno para el descenso, además de otros seis motores de 220 N similares a los del ATV para el control del empuje, a los que hay que añadir cuatro parejas de propulsores de 22 N para el control de actitud. La mayor parte del interior de la nave está ocupado por cuatro tanques de combustibles hipergólicos.

Dimensiones y partes de ELL (ESA).

Modelo de pruebas de alunizaje del ELL (ESA).
Cráter Shackleton (abajo) en el polo sur lunar visto por la sonda japonesa Kaguya (JAXA).
Zonas de iluminación permanente en el borde del cráter Shackleton (ESA).

Posibles zonas de alunizaje de ELL en el polo sur lunar (ESA).

ELL deberá despegar desde Kourou a bordo de un cohete ruso Soyuz-STB en 2018 para posteriormente colocarse en una órbita polar de 100 x 100 km alrededor de nuestro satélite. Una vez en órbita lunar, la sonda realizará un encendido (DOI, Descent Orbit Initiation) para frenar su velocidad orbital de 1,63 km/s y descender así hacia la superficie. A 15 kilómetros de altura, con la sonda cayendo a 1,67 km/s, se volverían a encender los motores (PDI, Propulsive Descent Initiation) y dará comienzo la fase de descenso propulsado, con una duración de 12 minutos. A unos 3 kilómetros de altura la velocidad será de unos 70 m/s y se iniciará la fase final de aproximación guiada. Durante esta fase la nave usará una cámara y un radar láser LIDAR para navegar de forma autónoma y evitar posibles obstáculos en la superficie. 

Trayectoria de ELL hacia la Luna (ESA).
Perfil del descenso de la sonda (ESA).

Aunque alunizará cerca del polo sur lunar, la ligerísima inclinación del eje de nuestro satélite (1,5º) y las topografía del lugar pueden provocar que la sonda permanezca en la sombra hasta 60 horas seguidas durante un día lunar (o sea, un mes). Igualmente, las comunicaciones con la Tierra sólo serán posibles durante periodos de 13,5 días. Y es que a diferencia de lo que mucha gente cree, la Tierra no permanece fija en el cielo lunar. Las libraciones se encargan de que nuestro planeta trace una elipse sobre cualquier lugar de la Luna, una elipse que en el caso de los polos está situada parcialmente bajo el horizonte. Esto implica que las operaciones de la nave deberán estar automatizadas durante el 50% del tiempo, todo un desafío para los controladores de la misión. Una lástima que ELL no pueda usar algún orbitador para retrasnmitir su señal a la Tierra como ocurre con las sondas marcianas.

Vista de la Tierra desde el polo sur lunar (ESA).

ELL incluye varios instrumentos científicos con una masa de 27-30 kg:

  • L-DAP (Lunar Dust Analysis Package): un instrumento para analizar a nivel microscópico el polvo del regolito lunar e investigar su distribución de tamaños, estructura, morfología, características químicas y posible toxicidad.
  • L-VRAP (Lunar Volatiles Analysis Package): instrumento para analizar los posibles volátiles -principalmente hielo de agua- en el regolito lunar de las regiones polares, un asunto muy polémico.
  • AMERE: un instrumento para estudiar los efectos de la radiación del medioambiente lunar en células humanas.
  • L-DEPP (Lunar Dust Environment and Plasma Package): tres instrumentos similares para estudiar el plasma que rodea la superficie lunar y el polvo que se halla en suspensión por culpa de su carga electrostática.
  • L-CAM (Lunar Camera Package): un conjunto de cámaras para observar las superficie que incluye una cámara estéreo, otra de alta resolución y una tercera situada en el extremo del pequeño brazo robot que debe tomar muestras del regolito.
La vista de la L-CAM desde la superficie promete ser espectacular (ESA).
Brazo robot que excavará en el regolito y transportará el polvo hasta los instrumentos de la parte superior (ESA).
Medio lunar que estudiará la ELL (ESA).

Si todo va bien, en los próximos años veremos varias sondas explorando la superficie lunar, como la Chang’e 3, la Chandrayaan-2/Luna-Resurs o la Luna-Glob. Pero solamente esta propuesta europea promete estudiar la región del polo sur lunar con un detalle y minuciosidad sin precedentes. Esperemos que ELL salga finalmente adelante.

ELL promete revolucionar nuestro conocimiento sobre la superficie lunar (ESA).


10 Comentarios

  1. Para situarse en una orbita polar tiene que hacer un cambio de plano o hay otro modo de conseguirlo con menos energia?
    P.D: esperemos que salga adelante

    1. Para al inserción en una órbita polar lunar no es necesario un cambio de plano. Simplemente basta con una trayectoria directa. Eso sí, hay una penalización de carga útil con respecto a una órbita ecuatorial por culpa del movimiento de la Luna en su órbita.

      Saludos.

    2. Pero es de suponer que esa penalización es mínima comparado a un cambio de plano.

      P.D: gracias desde el norte, ya estoy a la espera del próximo post

  2. Me contaron una anécdota curiosa sobre esta misión. El contratista hizo una maqueta de la nave al 30% de tamaño para relaciones públicas (ferias, congresos, etc). Cuando algún responsable financiero la veía siempre preguntaba «oye, ¿y para esto tan pequeño queréis tantos millones?». Así que… tuvieron que hacer otra al 70%. Y sí que funciona. ¡El trasto es enorme!

    Otra cosa, Daniel. La misión al principio incluía un mini-rover alemán llamado MPE (Mobile Payload Element). ¿Sabes si se ha cancelado?

    Saludos, y gracias como siempre por tu blog.

    1. Gracias, Miguel. Jaja, curiosa anécdota. Muy buena 🙂

      Del rover alemán no he oído nada desde hace muuucho tiempo, así que presupongo que se ha cancelado, porque no aparece en los informes de la Fase b1b. No sé si algún lector sabrá algo más al respecto.

      Saludos.

Deja un comentario

Por Daniel Marín, publicado el 18 julio, 2012
Categoría(s): Astronáutica • ESA • Luna • sondasesp