La sonda japonesa HAKUTO-R no logra alunizar con éxito

Por Daniel Marín, el 26 abril, 2023. Categoría(s): Astronáutica • Comercial • Luna ✎ 83

La Luna es una cruel amante. El módulo lunar HAKUTO-R M1 (Mission 1) de la empresa japonesa ispace ha fallado en su intento de alunizar en el cráter Atlas de nuestro satélite. Junto con él, se dan por perdidos el rover emiratí Rashid y el pequeñísimo robot SORA-Q de JAXA. HAKUTO-R debía haber alunizado alrededor de las 16:40 UTC del 25 de abril de 2023. Todo parecía ir bien y unos 67 minutos antes del alunizaje la nave encendió sus motores principales para realizar el encendido de desorbitado DOI (De-Orbit Insertion) mientras rodeaba la Luna en una órbita de 100 kilómetros de altitud con una velocidad de 5800 km/h. A continuación la nave descendió sin utilizar sus motores durante más de media hora mientras sobrevolaba la cara oculta de la Luna.

Recreación del HAKUTO-R en la Luna (ispace).

13 minutos antes del contacto con el suelo y a 25 kilómetros de altitud, HAKUTO-R tenía que encender sus motores de nuevo para frenar su velocidad de los 6000 km/h hasta los 380 km/h (encendido de frenado). A 3 kilómetros de altitud y 2 minutos antes del alunizaje el módulo debía mantener el encendido de frenado al mismo tiempo que se colocaba en posición vertical (pitch-up phase) de cara al alunizaje. A un minuto del contacto, según el plan la sonda tenía que moverse a 120 km/h y estar a 1 kilómetro de altitud, casi sin velocidad horizontal. Usando LIDAR para conocer su altura precisa, HAKUTO-R maniobraría para encontrar una zona de aterrizaje adecuada. A 20 metros de altura estaba previsto que se moviese a 17 km/h y en ese momento daría comienzo la fase final (Terminal Landing) usando los seis motores auxiliares solamente para evitar dañar el vehículo con las rocas y el regolito expulsados por el escape del motor principal. Si todo hubiera salido según lo previsto, el alunizaje se habría producido a una velocidad de 2,6 km/h.

Fases de la misión de HAKUTO-R (ispace).
Partes de HAKUTO-R (ispace).
Control de la misión de ispace en Nihonbashi (Tokyo).

La retransmisión en directo del alunizaje conectó con el centro de control en Nihonbashi, Tokyo, al mismo tiempo que se podía ver la telemetría del vehículo recibida gracias a la red de espacio profundo de la Agencia Espacial Europea (ESA). Aparentemente, todo se desarrolló según lo previsto hasta el momento del alunizaje. El control de la misión en Nihnbashi no pudo confirmar que la sonda estaba en la superficie lunar al haber perdido la señal, por lo que básicamente se dio por perdida la misión. El fundador de ispace, Takeshi Hakamada, comunicó las malas noticias al público con cara compungida.

Lugar de alunizaje: cráter Atlas (ispace).
Detalle de la zona de alunizaje (ispace).
Trayectoria de descenso prevista (ispace).
Recreación del HAKUTO-R alunizando (ispace).
El rover Rashid de Emiratos antes de la integración (MBRSC).

Todavía no sabemos qué ha pasado exactamente con HAKUTO-R, aunque las sospechas apuntan a que llegó al suelo con una velocidad excesiva. No obstante, no saldremos de dudas hasta que algún orbitador como la LRO de la NASA o Chandrayaan 2 de India fotografíen la zona de alunizaje. De acuerdo con la telemetría del directo, los últimos datos indican que la nave tenía una velocidad de 31 km/h a 80 metros de altura, aunque hay cierta confusión sobre la fidelidad de estos datos. El misterio es mayor porque algunas estaciones de tierra, como la antena de 20 metros de AMSAT-DL en Bochum (Alemania) detectaron la pérdida de la señal cinco minutos después del momento previsto del alunizaje. Puede que la sonda sobreviviese al alunizaje, pero con una orientación inadecuada. O bien que la fase de descenso y frenado estuviese mal desde el principio y la trayectoria fuese muy diferente de la prevista.

HAKUTO-R en la cofia del Falcon 9 (ispace).
Trayectoria de HAKUTO-R a la Luna (ispace).
Imagen de la Tierra tomada minutos de la separación de la segunda etapa del Falcon 9 (Canadensys).
Otra vista de la trayectoria (ispace).
Imagen de la Tierra tomada por la cámara de HAKUTO-R 19 horas tras el lanzamiento (ispace).
Situación de las cámaras panorámicas de HAKUTO-R (ispace).

En todo caso, para ispace y los Emiratos Árabes Unidos es una pérdida importante, pero también lo es para Europa, pues no olvidemos que HAKUTO-R fue integrado por la empresa europea ArianeGroup en Lampoldhausen (Alemania) y, de hecho, parte del sistema de propulsión estaba a cargo de esta compañía. El rover Rashid de Emiratos —que, con solo 10 kg debía ser el más pequeño que caminase por la superficie lunar— también contaba con una importante participación europea, incluyendo tres cámaras francesas CASPEX. HAKUTO-R llevaba además cámaras panorámicas de la empresa canadiense Canadensys. HAKUTO-R M1 fue lanzado el 11 de diciembre de 2022 mediante un Falcon 9 que lo situó en una trayectoria de muy baja energía para alcanzar la Luna. La sonda alcanzó los 1,4 millones de kilómetros de distancia de la Tierra para luego regresar a la órbita lunar. Para ello, se realizaron tres maniobras propulsivas el 16 de diciembre de 2022, el 4 de enero de 2023 y el 3 febrero. Finalmente, el 21 de marzo la sonda se colocó en una órbita lunar elíptica de 100 x 2300 kilómetros. El 13 de abril se situó en una órbita circular de 100 kilómetros tras un encendido de diez minutos. Tras completar otra serie de maniobras para ajustar su órbita, se decidió que el alunizaje sería el 25 de abril.

Imagen desde la órbita lunar publicada el 27 de marzo (ispace).
Imagen de todo el disco lunar publicada el 29 marzo (Canadensys).
La Tierra vista desde la Luna durante un eclipse de sol (ispace).
Detalle de la sombra de la Luna sobre la Tierra de la imagen anterior (ispace).

Lamentablemente, la misión ha terminado en fracaso. HAKUTO-R se suma así a las sondas lunares que han fallado en los últimos años, como ha sido el caso de Beresheet (Israel) y Vikram-Chandrayaan 2 (India). Estos reveses hacen que los logros del programa lunar chino destaquen todavía más, pues no en vano es la única nación que ha logrado colocar con éxito sondas en la superficie lunar desde 1976. Y no solo en una única ocasión, sino que ya van tres veces, todas con éxito (Chang’e 3, 4 y 5). Por otro lado, HAKUTO-R ha sido presentada como la primera misión lunar comercial de la historia, aunque esta denominación ya le fue otorgada a la misión Beresheet en su momento (Beresheet contaba con un fuerte apoyo del estado de Israel, de ahí que este título sea discutido). Pero ispace lo seguirá intentando. El año que viene está previsto el lanzamiento de M2 (Mission 2), un módulo lunar similar al HAKUTO-R, aunque con un rover diseñado por la empresa japonesa. En 2025 despegará M3, el primero de los módulos de segunda generación construidos en Estados Unidos por Draper y que será lanzado dentro del programa CLPS de la NASA. Esperemos que ispace tenga más éxito en estas futuras misiones.

La superficie lunar vista por HAKUTO-R desde la órbita (ispace).
Otra vista de la Tierra desde la Luna (ispace).
Módulo lunar de segunda generación de ispace construido en EE.UU. por Draper y que debe despegar en la misión M3 en 2024 (ispace).

Actualización 26 de abril: se van acumulando las pistas que apuntan a que HAKUTO-R M1 se estrelló a alta velocidad contra la superficie lunar. La sonda no solo no logró frenar su descenso, sino que además comenzó a girar sin control antes del fatal desenlace. Los datos recabados por la comunidad amateur DSN han sido claves para desentrañar parte del misterio que todavía rodea al alunizaje de HAKUTO-R. En las siguientes imágenes —cedidas amablemente por @eb3frn— podemos ver las variaciones en la señal de la sonda que indican un giro descontrolado con un periodo de entre 1,4 y 1,9 segundos y la ausencia de un empuje de frenado. La pérdida de la señal tuvo lugar a las 16:44 UTC.



83 Comentarios

      1. Si, a esa velocidad no alunizaría con éxito😉. Supongo que buena parte del artículo ya la tendría escrita antes del suceso.

        Bien traída la alusión a la novela. Me gustó mucho «La Luna es una cruel amante» cuando la leí al poco de publicarse en español, y más cuando la releí hace unos 10 años. Muy recomendable. Tiene de todo y sigue siendo actual: colonialismo con explotación de recursos naturales y humanos, localismo, independentismo, estrategia, ideas revolucionarias en cuanto a relaciones personales y política, inteligencia artificial al servicio de los explotados. Además me pareció muy divertida.

  1. Tendría que esperar a que la sonda LRO pase por el lugar para ver qué paso pero podría haber alunizado y no haber podido tramitar como paso con el módulo beagle 2 en marte ??

    1. Dado que su problema fue la velocidad excesiva de impacto, según la telemetría ahora disponible (que suele infravalorar el impacto, como en los casos de las Mars 2 en 1971 o Schiaparelli en 2016), no es probable la supervivencia de su ligera estructura.

      Si hubiera sido un incorrecto aterrizaje y despliegue como la Mars 6 soviética en 1974, la Beagle 2 británica citada en 2003 o la Philae europea en 2014; aún habría esperanza.

      Aunque milagros siempre se anhelan, como con la Schiaparelli principalmente italiana y la Beresheet hebrea en aquellos días de 2016 y 2019, tras sus desastrosos impactos a alta velocidad.

      No obstante, con la Vikram en 2019 no se dio lugar especulaciones el público por las declaraciones claras y extensas de la ISRO india al respecto de su fracaso lunar.

      1. Ostras pues yo sí que recuerdo que la ISRO nos marease buscando una supuesta señal recibida por el rover y cosas así. Durante varios días, además.
        Me parecen más sinceros estos de iSpace.

  2. «…31 km/h a 80 kilómetros de altura…»
    si eso es cierto…es muuy lento…¿desde tan lejos tiene que mantenerse frenado a esa velocidad? (me preocuparia por la falta de combustible)…(o sea, en UNA HORA solo avanzaria 31 km)

  3. Como siempre, gracias por esta entrada Daniel, una pena el fracaso de Japon en esta mision. Igual, ya veo los xenofobos de siempre viniendo a atacar a china por un logro que es muy dificil. una pena. en lugar de todos hacer hurras por exitos cientificos de cualquier pais, los anticiencia cabezones de siempre vengan a atacar.
    Ojala Ispace lo logre la proxima.

    1. Pues has sido precisamente tu el primero en hablar de ello en este articulo, y para mas descojone, sin venir a cuento ya que Daniel menciona las misiones Chang’e de manera fugaz y meramente contextual…

  4. Mirando el rizado del Doppler justo antes de perder contacto, yo diría que uno de los motores petó, y quedó dando vueltas mientras caía en caída libre. A ver si desde iSpace aclaran algo.

  5. Me temo que la han capturado los selenitas que viven dentro del cráter. 😉
    Siento la broma, era una misión increíble. No es posible que se restablezca la señal, quizás el depósito de regolito ha amortigüado la caída (ahora si me río, de mi inocencia).

  6. Aún hay esperanza ! Es como un thriller con suspense. Por un lado esperamos ver imágenes del siniestro y por otro el milagro de que haya sobrevivido , aunque sea solo muy parcialmente al descenso.

    ¿Habra quedado arRashido todo? O ¿por el contrario viviremos una sorpresa más?

    A ver ! Esas sondas lunares orbitales !

  7. Excelente entrada, como siempre, Daniel. ¡Gracias!

    Se quedó un párrafo cuasi-repetido: «Unos 67 minutos antes del alunizaje, estaba previsto que la nave encendiese su motor principal y los seis secundarios para efectuar el encendido de desorbitado DOI (De-Orbit Insertion) mientras rodeaba la Luna en una órbita de 100 kilómetros de altitud con una velocidad de 5800 km/h.»

  8. Daniel, gracias por el completo artículo pero… ¿se te ha duplicado en el primer párrafo el texto «… Unos 67 minutos antes del alunizaje, estaba previsto que la nave encendiese su motor principal y los seis secundarios para efectuar el encendido de desorbitado DOI (De-Orbit Insertion) mientras rodeaba la Luna en una órbita de 100 kilómetros de altitud con una velocidad de 5800 km/h….» o es que esta mañana estoy más espeso y tonto de lo habitual?

    1. «… y el regalito expulsados por el escape…»

      A mí también me pasa en el Día de Reyes y en los cumpleaños: que me tiran los regalitos por la ventana o se van corriendo a cambiarlos. 🙂 🙂 🙂

      Maldito teclado traidor… 😉

  9. Lo de tirarse 4 meses en el espacio, para cualquier componente de la sonda, no es muy bueno, sobre todo si es su primera sonda… pero bueno, de todo se aprende.

    1. Cuatro meses en el espacio es una nadería para cualquier sonda interplanetaria, cuyas misiones duran años. Simplemente, alguien o algo ha cometido un error y la misión se ha ido al carajo. Nada que no hayamos visto montones de veces antes. Y es que viajar por el espacio y, en especial, aterrizar en otros mundos, no es una tarea baladí ni al alcance de cualquiera. Si los chinos han tenido éxito es porque son concienzudos, planifican a largo plazo y no racanean con el presupuesto. La buena suerte se basa en nueve partes de trabajo y una de azar.

  10. Quizá va siendo hora de repartirse el trabajo entre las «potencias espaciales» en vez de que todos repitan el ensayo/error en todos los temas🙂:
    USA para los lanzamientos
    China para alunizajes
    Japón para los «asteroidizajes»
    Europa para instrumentación

    1. Un punto de vista interesante.
      Pero recuerda que repartir el trabajo añade la indeseable complejidad e incrementos de presupuesto.
      Me gustaría que se pudiera repartir el trabajo sin añadir complejidad, presupuestos. La parte positiva es la escalabilidad del proyecto.
      Seguro que hay algo de teoría de proyectos en este sentido. Por lo menos proyectos informáticos.

  11. Parece ser que la última telemetría indicaba descenso a 33 km/h ( algo menos de 10 m/s) a 90 m de altura y un nivel de combustible bajo.
    Si se hubiesen apagado los motores de descenso un poco más cerca del suelo aún podría haber ganado otra 10 m/s por la caída así que el impacto podría haber ocurrido a unos 60 Km/h.

  12. Ayer fue muy interesante recibir la señal de HAKUTO-R en directo con nuestras antenas en 8,4GHz y analizar posteriormente lo que pasó a partir del doppler. Se consiguieron mejores registros con antenas pequeñas pero con mas precisión que la 20m de AMSAT-DL en Bochum, por parte de Miguel CT1BYM en Evora on offset 120cm e Iban EB3FRN en Tarragona con offst 150cm. Yo me perdí el alunizaje por no poder subir de los 70º de elevación 🙁

    Os recomiendo el hilo de Daniel, EA4GPZ con las conclusiones del análisis de señal
    https://twitter.com/ea4gpz/status/1650952680427122701?t=m2iFHn7VAXgoxrNmexfwVw&s=19

    Básicamente lo que en principio parece un descenso controlado se interrumpe y la nave empieza a girar sobre si misma, además de irse acelerando hasta terminar en la superficie. En el waterfall se ven perfectamente los tirabuzones y los cortes de señal. Parece que los problemas comienzan a unos 6Km de altura. No se recibieron mas señales a partir de ahí. Las estaciones de ESATracking estuvieron como locas enviando señales barriendo banda durante unos minutos. Se recibían los ecos de esas señales desde la luna, porque son muy fuertes

    Una tarde muy interesante. Lástima que nos hemos quedado sin «baliza» desde la luna. Era una señal bastante débil por la poca antena que usaban, lo que la hacía mas interesante aún

    1. Me parece fascinante cuando los radio amateur captais las sondas lunares o de lo que sea. Muchas gracias por compartirlo.
      Lo de detectar el rebote de las señales de la ESA me parece brutal.

    2. Increible vuestro trabajo y recopilación de datos. Ánimo con esos esfuerzos que realizais.

      Lo que me parece al menos «misterioso», es que viéndolo en directo, con la telemetría que mostraban, «parecía» que la velocidad iba decreciendo conforme se acercaban a la superficie.

      Acostumbrado a ver el F9 que cuando le falta mas o menos un kilómetro va a casi a 1000k/h de velocidad, ver que a 3.7k la sonda iba a 307k/h no parecía excesivo (1:43:20 de la retransmisión de ispace), incluso hasta el momento final (a 80m marca 31k/h) no parecía nada anómalo en la infografía de simulación.

      Uhmmm, no sé, dá que pensar, que en vez de la telemetria «real» estaban mostrando la prevista, llamadme cospiranoico, pero es como mínimo extraño.

      De todas formas, una pena, me hubiera encantado tener al rover por ahi enviando imágenes.

      Habrá que esperar, hasta la siguiente ocasión.

  13. Ayer fue una tarde de infarto. Lo chulo del Doppler fue que podías ver cómo la nave, en su giro, se acercaba hacia nosotros, luego se alejaba, luego una antena se ocultaba y la otra se hacía visible, y vuelta a empezar. Más adelante parece que la nave cambia de orientación, y se pueden ver el giro completo, creciendo además en dispersión de frecuencias. Con un poco de paciencia y midiendo bien los píxeles, se podría sacar la velocidad angular de la nave en su caída (¿y quizá deducir algo acerca de los motores que estaban funcionado al final?)

    1. Perdón por la ignorancia pero.. estos datos no los tenían en control en tiempo real?
      Quiero decir, he visto la retransmisión en diferido y, confieso, que acelerada. No se les ve muy mala cara a los técnicos de misión no?

        1. pochimax dice:
          26 abril, 2023 a las 12:47 pm

          «Pero tiene razón……»

          Correcto.
          ————————————–
          Va párrafo de la nota
          «En todo caso, para ispace y los Emiratos Árabes Unidos es una pérdida importante, pero también lo es para Europa, pues no olvidemos que HAKUTO-R fue integrado por la empresa europea ArianeGroup en Lampoldhausen (Alemania) y, de hecho, parte del sistema de propulsión estaba a cargo de esta compañía. El rover Rashid de Emiratos —que, con solo 10 kg debía ser el más pequeño que caminase por la superficie lunar— también contaba con una importante participación europea, incluyendo tres cámaras francesas CASPEX. HAKUTO-R llevaba además cámaras panorámicas de la empresa canadiense Canadensys.»

        2. Era una broma… Tenía bastante claro que debía de haber un componente Europeo, que iomismo no debía de ser tan tonto como para creer que Japón es Europeo. Ni que fuera Aedib.

    1. (entre cuñados): El aerofrenado de la atmósfera de Marte, con escudo y paracaídas, quizá lo hace más fácil y seguro, porque hay que llevar menos masa de propelente.

    2. Marte es mucho más difícil porque necesitas escudo térmico, paracaídas y cohetes (o escudo térmico y solo cohetes, aunque nadie lo ha intentado por ahora), y todos los sistemas deben funcionar. La Luna solo necesita cohetes.

      1. ¡Ah, Marte! suficiente atmósfera para quemarte la nave, insuficiente como para usar solo paracaídas.

        Y, pregunto… ¿Se podría en la Luna intentar tomar control humano de una sonda, remotamente? Un Marte imposible, por el desfase temporal, todo automático.

  14. Pues francamente, ni idea. Yo solo estaba de espectador, veíamos los Dopplers de la portadora e intentábamos darles un significado. Además, el rizado es algo que se vio a posteriori, una vez que empezamos a ver la señal con calma.

    No he mirado bien los tiempos del LOS (aunque lo tengo pendiente), pero mi apuesta es que perdieron la señal cuando la sonda se puso a girar descontroladamente. En ese momento, entre el Doppler haciendo tirabuzones por un lado y que la señal se entrecortaba con los giros por el otro, no me extrañaría que no hubiesen podido recibir ninguna telemetría útil. Todo esto es algo que ves una vez que empiezas a hacerle análisis forense a las señales que recibes.

  15. Un comentario-pregunta «semi off topic». Es sobre la entrada anterior. Me llama mucho la atención que Deimos parece tener una especie de cresta parecida a la de algún satélite de Saturno y creo que también algún otro satélite o cuerpo menor. En la wikipedia no dice nada. ¿Alguien sabe algo sobre eso?

    1. ¿Cresta? ¿Te refieres a las de p.e. Pan, de Saturno? Esas se formaron por acreción de material en un plano concreto (el de los anillos) pero no veo ninguna «cresta» en Decimos. Saludos

      1. Pero fíjate en la sombra de la parte de abajo de la foto de la portada. Parece producida por un saliente muy recto y vertical, como un trozo de cresta aunque no dé toda la vuelta como la de Pan.

          1. Gracias Pochimax. Un acantilado diría yo bastante pronunciado, aunque reconozco que no llega a cresta.

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