Una reliquia de la Apolo revela sus secretos

Es exactamente lo que ocurrió en noviembre de 1969, cuando los astronautas Pete Conrad y Alan Bean salieron del módulo lunar Apolo 12. Allí, a una distancia reducida sobre el borde de un pequeño cráter, estaba la Surveyor 3, una sonda no tripulada de EE.UU. que había aterrizado en abril de 1967.

Arriba: El astronauta Pete Conrad de Apolo 12 inspecciona la Surveyor 3. La nave de Conrad, Intrepid, puede ser vista a unos 180 metros al fondo.

El lugar de aterrizaje de Apolo 12 había sido escogido deliberadamente cerca de la Surveyor 3. El pequeño aterrizador había pasado dos años y medio expuesto a lo peor que la Luna tenía para ofrecer: vacío total, intensa radiación cósmica, bombardeo de meteoritos, temperaturas extremas. Desde la Tierra, los ingenieros de la NASA querían saber cómo habían resistido esa clase de castigo los metales, vidrios y otros materiales de construcción de las naves espaciales. Inspeccionar primero a la Surveyor 3 parecía ser una buena manera de saberlo.

En su segunda actividad extravehicular de cuatro horas, Bean y Conrad caminaron hasta la Surveyor 3, tomaron docenas de fotografías y mediciones, y empezaron a recortar partes de las tuberías metálicas y cables eléctricos. Recuperaron una cámara. Lo último que retiraron fue una pequeña pala al final del brazo extensible de la Surveyor, que había cavado en el seco polvo lunar y grava para hacer las mediciones mecánicas del suelo lunar.

La pequeña pala, la cámara y otros artefactos de regreso en la Tierra fueron analizados y luego guardados. En algún momento, en el devenir de cuatro décadas, la pala propiedad del Centro Espacial Johnson fue transferida como préstamo permanente a un museo espacial en Kansas. Y allí los asuntos quedaron quietos… hasta hace poco, cuando los investigadores del Centro de Investigaciones Glenn (GRC) de la NASA se dieron cuenta de que esa pequeña pala podía contener grandes secretos.

Concretamente, los secretos de las excavaciones sobre la Luna.

La NASA regresará a la Luna con planes de establecer un reducto, e inevitablemente necesitará realizar algunas excavaciones. El polvoriento y rocoso suelo lunar o “regolith” contiene muchos de los recursos naturales que los humanos necesitan para vivir. Por ejemplo, hay abundante oxígeno en las rocas lunares corrientes y, en las regiones polares pueden haber depósitos de agua congelada, escondidos en el suelo sombreado de los cráteres. Todo lo que se necesita es una pequeña excavación.

¿Pero cómo? El regolith lunar no es como el suelo terrestre. Aquí sobre la Tierra, la arena debajo de nuestros pies tiene la forma que le dio una combinación de fuerzas biológicas y meteorológicas. El suelo terrestre es húmedo, erosionado por el clima y completamente conocido. El regolith lunar, por otro lado, es una sustancia seca y cristalina convertida en polvorientos añicos durante eones de bombardeo de meteoritos. No va a responder a una pala como la tierra firme.

Arriba: Una micro-foto del regolith lunar. La muestra es una mezcla de cuentas de cristal volcánico, fragmentos de bordes filosos de “cristal de impacto”, fragmentos de roca y más.

“Para diseñar un equipo de excavación lunar, necesitamos predecir las fuerzas requeridas para mover una pala u otro utensilio a través del regolith lunar”, dice Allen Wilkinson, jefe de equipo de caracterización del regolith ISRU (In-Situ Resource Utilization) del Centro de Investigación Glenn.

La Surveyor 3 y su hermana la Surveyor 7 en realidad excavaron en la Luna y midieron qué tan duro tenían que funcionar sus motores para clavar, presionar y raspar el suelo. Para interpretar esas mediciones después de más de 40 años, sin embargo, el equipo de Wilkinson necesita saber las dimensiones de las palas de las Surveyor. ¡Por desgracia se enteraron que los planos estaban perdidos! Sólo la misma pala podía darles la respuesta.

Wilkinson viajó a Hutchinson, Kansas, en abril de 2007 para pedir prestada la pala de la Surveyor 3 al Cosmófero Estatal de Kansas para hacer detalladas mediciones.

A la derecha: La pala de la Surveyor 3 es examinada por cuatro de los miembros del equipo de caracterización del regolith; de izquierda a derecha, Xiangwu (David) Zeng, Enrique Rame, Allen Wilkinson, y Juan Agui.

Medir la pala, sin embargo, resultó ser un asunto nada simple. Uno no puede colocar una regla a lo largo de la pala y leer las dimensiones. Efectivamente, uno no puede tocarla en absoluto. La pala de la Surveyor 3 está en un contenedor triangular hermético, y los conservadores de la NASA no desean que la pala sea quitada de allí porque su manipulación en el aire degradará la fidelidad histórica de ese artefacto único.

De modo que el equipo del Glenn pidió prestados unos instrumentos de fotogrametría al Centro Espacial Kennedy. La fotogrametría es una técnica para medir objetos estrictamente desde fotografías. Tienen un estudio fotográfico montado con un fondo blanco. Juan Agui, miembro del equipo del GRC, experto en experimentos de fuerza de excavación, fotografió la pala en su recipiente junto a un cubo corriente de fotogrametría, que tenía un preciso dibujo de cuadrícula en él. Entonces, usando software, Robert Mueller del Centro Espacial Kennedy extrajo las dimensiones usando triangulación matemática: midió desde los puntos en la pala hasta los puntos de las esquinas de los cuadros sobre el cubo. El software fue desarrollado para las actividades de la Junta de Investigación de Accidentes de Columbia.

A la derecha: La pala de la Surveyor 3 dentro de su recipiente de vidrio. Una lapicera en primer plano da una idea de la escala. Otra foto muestra el interior de la pala.

“La fotogrametría es muy buena”, señala Agui. “Conseguimos mediciones precisas de la pala, a 0,030 ó 0,040 pulgadas (~ 1 mm)”.

Han construido una réplica de la pala desde entonces y ahora están usándola para excavar un regolith lunar simulado.

“Las mediciones de las fuerzas para excavar están en marcha”, dice. La pala reproducida se hunde en una “cama de suelo” rectangular llena con JSC-1a, que un sustituto hecho por el hombre del polvo lunar que coincide muy de cerca con las propiedades conocidas del regolith lunar, mientras una computadora monitorea el comportamiento de las fuerzas involucradas. “Nuestro equipo está muy contento al descubrir que las mediciones parecen estar cerca de reproducir [al menos] los datos de la Surveyor 7 desde la Luna”.

Con esta cama de pruebas en su lugar, el equipo puede, por ejemplo, adelantarse a probar diseños alternativos de pala y ajustar las teorías de la mecánica del suelo lunar. “Obtener la réplica de la Surveyor realmente hizo la diferencia”, dice Agui.

Los secretos de las excavaciones sobre la Luna están siendo revelados.

Fuente: Nasa