Una nueva técnica radar desarrollada por el Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA ha permitido localizar dos naves espaciales perdidas en la órbita lunar.
Encontrar una nave espacial abandonada y desechos espaciales en la órbita de la Tierra puede ser un desafío tecnológico. Detectar estos objetos en órbita alrededor de la Luna es aún más difícil.
Los telescopios ópticos no pueden buscar objetos pequeños ocultos en el resplandor brillante de la luna. Sin embargo, la nueva aplicación tecnológica de radar interplanetario lo hace posible y podría ayudar a los planificadores de futuras misiones lunares.
Hemos sido capaces de detectar la Orbiter Lunar Reconnaissance Orbiter [LRO] de la NASA y la nave Chandrayaan-1 de la Organización India de Investigación Espacial en órbita lunar con un radar terrestre”, dijo Marina Brozovic, científica radar del JPL e investigadora principal del proyecto de prueba.
Encontrar el LRO fue relativamente fácil, ya que estábamos trabajando con los navegadores de la misión y teníamos datos precisos de la órbita donde se encontraba. Dar con la india Chandrayaan-1 requirió un poco más de trabajo de detectives porque el último contacto con la nave espacial fue en agosto de 2009.”
Además, la nave espacial Chandrayaan-1 es muy pequeña, un cubo de aproximadamente 1,5 metros por cada lado. Aunque el radar interplanetario se ha utilizado para observar a pequeños asteroides a varios millones de millas de la Tierra, los investigadores no estaban seguros de que pudiera detectarse un objeto de este tamaño tan pequeño orbitando la luna, incluso con los radares más potentes del mundo. Chandrayaan-1 demostró ser el objetivo perfecto para demostrar la capacidad de esta técnica.
Aunque todos usan microondas, no todos los transmisores de radar se crean iguales. El radar medio tiene un alcance operacional de alrededor de 1.5 kilómetros, mientras que el radar de control de tráfico aéreo va a unos 60 kilómetros. Para encontrar una nave espacial a 380 mil kilómetros de distancia, el equipo de JPL utilizó la antena de 70 metros de la NASA en el complejo de comunicaciones espaciales de Goldstone de la NASA en California para enviar un potente haz de microondas dirigido hacia la luna.
Luego, los ecos de radar que se recuperaron de la órbita lunar fueron recibidos por el Telescopio de Green Bank de 100 metros en Virginia Occidental.
Encontrar una nave espacial abandonada a una distancia lunar que no ha sido rastreada durante años es difícil porque la Luna está plagada de mascones (regiones con tirones gravitacionales superiores a la media) que pueden afectar dramáticamente la órbita de una nave espacial a lo largo del tiempo e incluso causar que choque contra la luna. Los cálculos orbitales del JPL indicaron que Chandrayaan-1 todavía circula a unos 200 kilómetros por encima de la superficie lunar, pero se daba por “perdida”.
Sin embargo, con Chandrayaan-1, el equipo de radar utilizó el hecho de que esta nave espacial está en órbita polar alrededor de la luna, por lo que siempre cruza por encima de los polos lunares en cada órbita. Así, el 2 de julio de 2016, el equipo apuntó a Goldstone y Green Bank a una distancia de 160 kilómetros sobre el polo norte de la Luna y esperó a ver si la nave perdida cruzaba el haz del radar.
Se predijo que Chandrayaan-1 completaría una órbita alrededor de la Luna cada dos horas y 8 minutos. Algo que tenía una firma de radar de una nave espacial pequeña cruzó el haz dos veces durante cuatro horas de observaciones, y los tiempos entre las detecciones igualaron el tiempo que tardaría Chandrayaan-1 en completar una órbita y volver a la misma posición sobre el polo lunar.
El equipo utilizó datos de la señal de retorno para estimar su velocidad y la distancia al objetivo. Esta información se utilizó para actualizar las predicciones orbitales de Chandrayaan-1.
“Resulta que necesitábamos cambiar la ubicación de Chandrayaan-1 por aproximadamente 180 grados, o la mitad de un ciclo de las estimaciones orbitales de 2009”, dijo Ryan Park, gerente del grupo Solar System Dynamics de JPL, quien calculó la nueva órbita para el equipo de radar. “Pero, por el contrario, la órbita de Chandrayaan-1 todavía tenía la forma y la alineación que esperábamos”.
Los ecos de radar de la nave espacial se obtuvieron siete veces más durante tres meses y están en perfecto acuerdo con las nuevas predicciones orbitales. Algunas de las observaciones de seguimiento se hicieron con el Observatorio de Arecibo en Puerto Rico, que tiene el sistema de radar astronómico más poderoso en la Tierra.
La búsqueda de LRO y el redescubrimiento de Chandrayaan-1 han proporcionado el comienzo para una nueva capacidad única. Trabajando juntos, las grandes antenas de radar de Goldstone, Arecibo y Green Bank demostraron que pueden detectar y rastrear incluso pequeñas naves espaciales en órbita lunar. Los radares terrestres podrían desempeñar un papel en futuras misiones robotizadas y humanas a la Luna, tanto para una herramienta de evaluación de riesgo de colisión como para un mecanismo de seguridad para naves espaciales que encuentran problemas de navegación o comunicación.
