VIPER: un rover de la NASA para explorar el hielo de los polos de la Luna

Por Daniel Marín, el 30 octubre, 2019. Categoría(s): Astronáutica • Luna • NASA • Sistema Solar ✎ 130

Prácticamente todas las agencias espaciales tienen previstas, o ya están planeando, misiones a la superficie de la Luna para los próximos años. Y la mayor parte se dirigen a una zona en concreto: el polo sur de la Luna. ¿La razón? La presencia de depósitos de hielo en aquellas zonas donde nunca llega la luz del Sol. Para los planes de las agencias espaciales este hielo es un auténtico maná llovido del cielo que permitirá mantener bases lunares y su infraestructura asociada. El problema es que este hielo no está en estado puro. Se halla mezclado con el regolito lunar y hay bastante incertidumbre sobre sus características. Por eso, la lógica dicta deberíamos enviar antes una sonda para estudiar en exclusiva este valioso recurso. Una de estas propuestas es el rover VIPER de la NASA, que, con suerte, despegará en diciembre de 2022 rumbo a las regiones antárticas lunares.

El rover VIPER de la NASA (NASA).

VIPER (Volatiles Investigating Polar Exploration Rover) es un rover alimentado por paneles solares dotado de cuatro ruedas capaz de recorrer varias decenas de kilómetros en la Luna durante cien días como mínimo. El instrumento estrella de VIPER es un taladro capaz de perforar hasta un metro de profundidad para estudiar el hielo polar. Se cree que este hielo no solo se encuentra mezclado con el regolito, sino que también está bajo una capa de suelo «seco» de varios centímetros de espesor, de ahí la idea del taladro para llegar hasta el hielo subterráneo. El taladro, de Honeybee Robotics, se denomina TRIDENT (The Regolith and Ice Drill for Exploration of New Terrains) y perforará el suelo lunar mediante una combinación de percusión y rotación.

Características de TRIDENT (NASA).
Funcionamiento de TRIDENT (NASA).

TRIDENT tiene una masa de 16 kg y unas dimensiones de 27 x 22 x 177 centímetros. Su potencia oscila entre los 20 y 175 vatios según el modo de perforación. El objetivo de este taladro es exponer en la superficie muestras de hasta un metro de profundidad en menos de una hora para que sean analizadas por los otros instrumentos del rover en busca de hielo y otros volátiles (OH, CO2, etc.). Estos instrumentos serán el espectrómetro de neutrones NSS (Neutron Spectrometer System), el espectrómetro infrarrojo NIRVSS (Near InfraRed Volatiles Spectrometer System, del centro Ames de la NASA) y un espectrómetro de masas MSolo (Mass Spectrometer Observing Lunar Operations, del Centro Espacial Kennedy).

El instrumento NIRVSS (NASA).

Si estos instrumentos te suenan de algo, no estás alucinando. Y es que, pese a su nuevo nombre, VIPER es en realidad la nueva encarnación del rover Resource Prospector de 2014, que había sido cancelado recientemente. Para ahorrar masa y dinero, VIPER prescindirá de uno de los instrumentos principales que debía llevar Resource Prospector: el horno OVEN (Oxygen and Volatile Extraction Node). Este horno tenía que calentar las muestras hasta los 150 ºC para permitir que los volátiles fuesen analizados directamente por el instrumento LAVA (Lunar Advanced Volatile Analysis). Ahora VIPER dependerá de instrumentos pasivos más convencionales para estudiar el hielo lunar, pero, a cambio, la factura se verá reducida significativamente.

Empresas que actualmente están desarrollando un aterrizador lunar con el programa CLPS de la NASA (NASA).
Modelo para estudiar la movilidad de VIPER (NASA).

VIPER descenderá a la superficie lunar usando un aterrizador comercial desarrollado conjuntamente con la iniciativa privada dentro del reciente programa CLPS (Commercial Lunar Payload Services) de la NASA, aunque todavía no se ha decidido el vehículo ni el lanzador. El rover VIPER corre a cargo del centro Ames de la NASA, aunque el programa en conjunto está controlado por el cuartel general de la NASA dada su conexión directa con el programa tripulado Artemisa. Si finalmente alcanza la superficie lunar, VIPER sería el primer rover automático estadounidense y el quinto en la historia de la exploración lunar tras los dos Lunojod soviéticos y los dos Yutu chinos. Del mismo modo que la principal herencia científica del desaparecido Programa Constelación fueron las sondas LCROSS y LRO, es posible que VIPER sea con el tiempo una de las pocas iniciativas de provecho del programa Artemisa si este es cancelado.

Hielo en el regolito lunar: es más abundante en el polo sur (NASA).



130 Comentarios

  1. No exactamente. Cuando los mundos se forman se genera una enorme cantidad de calor (se retiene y almacena la mayoría, es un problema de leyes de la física), y la capacidad de atraer cosas depende de la intensidad de campo gravitatorio. La Luna tiene una gravedad pequeña, y a la molécula de agua le resulta “fácil” ganar velocidad de escape, porque no es elevada. Las sustancias de baja masa molecular se les llama acertadamente volátiles (y no sólo por su baja masa, sino por otras propiedades entre ellas tener fuerzas de cohesión bajas). Tal y como pensamos que se formó la Luna, la mayor parte (casi todos) de los volátiles escaparon al espacio (o incluso fueron recapturados por la Tierra, no la Luna), el entorno también es definitivo: a esta distancia del Sol su radiación también provee energía de sobra para que un volátil escape, a la distancia de Júpiter pues ya no.

    De todos modos en la Luna hay muchos de otros volátiles que no deberían estar, y están. Pero esto es otro problema (u otra faceta del mismo).

    El agua que hay en la Luna es posterior. Se piensa que es agua de impactos de cometas que no volatilizó por caer en zonas de oscuridad (total o casi) perpetua. No debería ser agua original de la Luna y su marca isotópica debería delatarlo.

    1. Gracias. Es convincente, en cuanto al agua sin combinar. Pero ¿qué cantidad de agua combinada con otros minerales, e hidrógeno combinado, por ejemplo con carbono, pudieron quedar atrapados durante la formación de la Luna? Quizá el calor interno y los gigaaños pasados hayan podido generar agua a partir de esto.

      1. Nadie lo sabe. Nadie te puede decir ni que sí ni que no. Lo que se tienen son modelos, si por ejemplo un modelo de formación de la Luna retiene x cantidad de agua que se cree que no hay, ese mismo modelo aplicado a Ganímedes debería resultar en que hubiese aún más agua allá. Los modelos son eso, modelos, y quedan sujetos a verificación, aparte de que en mayor o menor medida hay que suponer muchas cosas. Hacer predicciones sobre el interior de la Luna es gratis hasta que haya más datos.

        En cualquier caso, de lo que no hay duda es que la vasta mayoría de la superficie está seca y reseca, como no puede ser de otro modo tras 4,5 eones sometida al horno solar, vuelta y vuelta sin descanso. Si el interior de la Luna fuese radicalmente distinto a que lo pensamos (mira el modelo del interior de Júpiter de consenso: íntegramente a la basura), cosa que yo no esperaría mucho pero lo que es contradecir leyes de la naturaleza no veo que contradijese ninguna, y por decir cualquier cosa, estuviese con grandes cantidades de agua en su interior, aquí sí que puedes apostar que sería a profundidades totalmente inaccesibles para la tecnología disponible, no ya en la Luna, sino en la Tierra.

        Y de lo que va la cosa es de agua accesible.

        1. Con la de meteoritos de todo tipo que habrán caido ahí, pienso que en la superficie de la Luna deben de estar todos los elementos necesarios para la vida y la futura industria lunar, incluso concentrados y expuestos. Miedo me da, la codicia que puede estar despertando tanta riqueza sin dueño.

          1. Hombre, miedo… Pasará mucho tiempo antes de que los humanos seamos capaces de actuar en la Luna de forma que causemos un impacto grande allí. Por otro lado, el impacto “ambiental” en la Luna entiendo que puede ser más relajado que en la Tierra, aunque el ser humano muchas veces sorprende negativamente.

          2. En cuanto a eso, ya ves el problema que puede haber con las islas de luz polares. Pero fuera de ahí la Luna es muy grande. Obviamente puede haber puntos concretos que sea interesante explotar y haya competición.
            Por impacto ambiental me refiero a que lleguemos a tener la capacidad de, pongamos, reventar una montaña para explotar sus recursos. Por ejemplo, alguien que reviente el Monte Pitón y lo haga desaparecer para siempre. Eso pertenece a la Humanidad, espero que nadie haga barrabasadas. Ya sé que es muy exagerado, pero…

          3. El paisaje también forma parte del ambiente.
            A eso me refiero, con la excusa de que está todo muerto, que lleguen arrasando. Tiene que haber un equilibrio en cómo se explota la Luna, cuando llegue el momento.

          4. Todo depende:

            Si lo hacemos nosotros, está bien.

            Si lo hace China, está, claramente, mal, ha ha.

            (Aplicando el Principio Daniel: “¿Qué pasa si lo hace China?”)

  2. Cuando leo los acrónimos que la NASA le da a sus artefactos me da risa y a veces ganas de llorar, pero siempre tengo la duda de cómo pronunciarlos, en éste caso por ejemplo: debe pronunciarse “Viper” o “Viper”

  3. En el combate ruedas contra patas:
    En consumo de enregia: ganan las ruedas por goleada
    En capacidad de traccion sobre suelos pedregosos y/o muy inclinados: ganan las patas

    … y cada vez hay robots de patas más pequeños, más eficaces y mejor construidos. Incluso los vuelcan y se levantan solos, por lo que un hipotético traspiés no supondría nada.
    estos son alucinantes:

    https://youtu.be/PDGYGZTpXHY

    ¿por que no “alunizantes”? llevar uno allí sería una demo de lo que pueden hacer y del nivel que han alcanzado, y publicidad impagable para la empresa que los construye.
    Seguro que Elon Musc ya lo tiene en mente.

  4. Pregunta: ¿los sistemas de atraque de la Dragon 2 y de la Orión son / serán compatibles entre sí?
    O sea, ¿podríamos ver un acoplamiento orbital entre una Dragon 2 y la Orión?

    1. R/ a: Pochimax

      El contar con un sistema de atraque no significa que te puedes acoplar en órbita terrestre, para ello hacen falta los sistema muy complejos para el automatizado de los equipos y la ejecución de las maniobras en ambas naves.

      Una de las naves de ejecutar una acción pasiva y la otra una acción activa. Por lo general la nave con sistema pasivo cuenta con un cono de inserción, y la nave activa con un “perno” para la inserción, a menos que las dos naves utilicen un sistema Andrógino de Acople.

      El consejo multilateral de coordinación de la estación espacial Internacional, cuyos socios son: Roscosmos, NASA, JAXA, esa (agencia espacial europea) y la agencia espacial canadiense, han decidido que todos deben utilizar un sistema andrógino de accion pasiva, y todos los muelles deberán ser andrógenos pero de acción pasiva, esto es asi desde el 2010.

      El sistema andrógino de acoplamiento automatizado, que se escogió por su fiabilidad y prestaciones es el APAS-95 (АПАС-95) que es una versión mejorada del APAS-89 (АПАС-89), ambos son de diseño y fabricación rusa. Esta es la razon de que china utilizó en el 2011 (su primer acoplamiento automatizado) el sistema andrógino APAS-95 .

      El sistema de acoplamiento de la nasa, es una versión estadounidense del APAS-95 ruso.
      http://internationaldockingstandard.com/

      En todo caso la pregunta de debes hacerte a ti mismo es:
      Porque todas las agencias especiales han elegido el sistema dd acoplamiento fiable de los rusos, que se viene mejorando desde 1965.
      Si el acoplamiento MANUAL es tan sencillo como un “Vals” (como te lo vendio Neil Armstrong)
      ¿Porque ninguna nación del mundo a vuelto a repetir esas maniobras suicidas?

      Paz y bien.

        1. El sistema de acoplamiento de la nasa, es una versión estadounidense del APAS-95 ruso, en su versión de: Adaptador de Acoplamiento internacional (IDA) incluyen láseres y sensores.

          Pero esto no es nuevo (para la nasa, talvez), es sistema de laser y sensores es tecnología rusa de 1986 cuando los ingenieros rusos cambiaron el sistema de radar aguja de 1970 por el sistema kurs (Курс: система сближения) Asi pues, Kurs- ATV (Курс-АТV) se uso para el acoplamiento del ATV de la esa que utilizó sensores láser para alinearse correctamente con el puerto de atraque, situado en el módulo ruso Zvezda de la ISS.
          https://youtu.be/bT02M5DapHU

          También se debe decir  que fue la compañía rusa: RSC-Energia la que creo las estructuras primarias de la IDA. Junto con el sistema para el acoplamiento de los objetivos, el láser, los retro-reflectores y otros sistemas relacionados.
          https://space.skyrocket.de/doc_sdat/ida.htm

          Video adicional:
          https://youtu.be/-KSSuoClr9w

  5. Lo digo porque el otro día leí que en la NASA habían dicho que los contratos de suministros a la Gateway no son sólo para la Gateway sino para “espacio profundo”.
    ¿podría ser que la NASA estuviera pensando en acoplar una nave de suministros (Cygnus/Dragon) con la Orión, directamente y sin pasar por la Gateway?
    Por ejemplo, una misión para viajar por los lagrangianos lunares y demás, pero sin trasladar la Gateway.
    O para visitar el asteroide de 2029, en lugar de usando dos Oriones empleando una Dragon y una Orión. (O Cygnus y Orión, pero intuyo que saldría más barato con una Dragon)
    https://danielmarin.naukas.com/2010/09/06/visitando-asteroides-con-la-orion/

    1. Es una forma interesante de aumentar la capacidad de carga de la nave, estás contando con un maletero descomunal en el que llevar desde comida hasta instrumental pasando por más miembors para la misión y aqui entra en juego la capacidad de 7 personas de la Crew dragon.

      Hipotéticamente hablando: Si tuviera que organizar una misión para realizar la prospección de uno de los asteroides troyanos de la Tierra, recordemos que existe uno de clase M que es potencialmente muy interesante para explotarlo, necesito limitar el número de lanzamientos porque cuestan una pasta que es lo que se me ocurre.
      1o Suponemos que la Starship tripulada no existe y nunca existirá antes de 2100.
      2o Lanzo una Orión a la mayor órbita posible con un Falcon Heavy llena hasta los topes de carga, a saber, explosivos, mecanismos percutores, perforadoras, etc.
      3o A bordo de un Falcon 9 despega una dragon de carga para rellenar los tanques de combustible de la Orión y la segunda etapa del Falcon heavy que no se ha desprendido y a continuación se aproxima hacia el suso dicho asteroide con la misión de servir de gasolinera también a un Lander que permitirá bajar a los audaces mineros a la superficie del asteroide.
      3o El Lander despega en otro cohete de clase baja porque no pesaría mucho y conviene ahorrar costes que es una misión de explotación no investigación.
      4o Una nave crew dragón despega para acoplarse con la nave Orión, en la crew dragón viajan 6 mineros y un médico. Y lleva lo necesario para mantener vivos a los astronautas durante al menos 3/4 semanas aunque la misión está previsto que dure 2.

      5o El paquete se dirige hacia el resto de los componentes de la misión momento en el cual se desacoplan la crew dragón y la Orión para permitir que el lander se acople a esta y los mineros bajan parte del material que transportaba la Orión. En esos momentos iban a estar justos de espacio la verdad. El lander se vuelve a aproximar después de haber posado en la superficie el material y baja el primer turno de 2 mineros junto a más material para el primer turno de minería espacial que debería durar entre 3 y 5 horas puede que menos debido al desgaste que sufran trabajando el resto de los componentes descansan y hablan con las familias usando la Orión como nodo de comunicaciones y así pasan la misión y a la hora de volver insertan en órbita la Orión para la siguiente misión y la acoplan a la ISS donde serán repuestos los materiales gastados. En la crew dragon vuelve la tripulación y en la dragón de carga llegan los materiales explotados.

      Conste lo enrevesado de la arquitectura de la misión y que como se ve es cara y compleja pero aún así casi la veo más factible que artemisa en 2024 y a la par que starship en marte para 2028.

      1. Uffff, lo complicaste todo muchísimo. Yo pensaba en lanzar una Orión tripulada con un SLS, una Dragon de carga con el Falcon Heavy, acoplarse donde sea y ver si pueden acercarse al asteroide y luego una vez allí hacer una EVA para recoger alguna muestra.
        Pero si no llega la delta V de las dos naves para el viaje al asteroide, otra misión sería corretear por entre los lagrangianos lunares durante algunas semanas, sin mover la Gateway.
        Hasta que no sepamos los costes y las capacidades de las naves que proponen para estos contratos logísticos es todo especulación, claro.

          1. A costa de más lanzamientos, es decir la gateway la puedes usar de gasolinera y almacén la cosa es como demonios movemos la mole esa pero imagínate construir en órbita geoestacionaria una pequeña gateway con varios módulos de empuje que tengan yo que sé un mínimo de 3km/s de DeltaV para mover la estación allí donde se decidiese hacer la misión, la luna, asteroides NEO o cualquier otro objeto celeste y al terminar la misión volviese a una órbita terrestre desde la que la Orión o la crew dragón o incluso la soyuz o la cst-100 dreamliner devolviese a los expedicionarios a casa después envías un par de progress o cygnus o dragons rellenas de combustible y llevas más comida e instrumental y por último envías otra cápsula con la tripulación y vuelta a empezar.

          2. La Gateway la mueves con el PPE, pero cuanto más la muevas menos tiempo te queda para mantener la posición orbital en NRHO. Habría que ver con repostaje del PPE y, por otro lado, cuánto pueden dar de sí los motores del PPE, que eternos no serán. Ese podría ser el factor limitante (con repostaje).

          3. Pero que tiene de especial esa órbita de NRHO que necesitas mantenerla siempre, por otro lado que deltaV tiene el PPE? Se podría mover la Gateway a el NEO que yo comentaba el asteroide troyano?

          4. Creo que tienes que hacer correcciones en cada órbita, pero de apenas unos mm/s,. Claro que al cabo de años suma mucho, cada órbita son 7 dias.
            La delta V del PPE se sabrá cuando esté ahí, cre yo. A mí me suena del orden de 4 km/s o así, pero tampoco me hagas mucho caso. Pero con motores iónicos o como se diga.

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Por Daniel Marín, publicado el 30 octubre, 2019
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