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Chang’e-4 descendió en la cara oculta de la Luna

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La sonda Chang’e-4 descendió exitosamente en la cara oculta de la Luna, logro que no había sido concretado previamente. Los medios estatales chinos indicaron que la nave espacial, compuesta por un aterrizador y la exploradora Yutu2, tocó la superficie lunar a las 02:26 UTC del 2 de enero de 2.019.

El descenso se produjo en el cráter Von Kármán, en la cuenca Aitken, donde un antiguo impacto lunar puede haber dejado expuesto el manto de la Luna. Al estudiar directamente la región, la enviada robótica china aprenderá más sobre los primeros momentos del Sistema Solar y de la Tierra.

Imagen provista por la Administración Nacional Espacial China a la agencia de noticias Xinhua. Es la primera imagen de la cara oculta de la Luna captada por la sonda china Chang'e-4. La sonda, con un aterrizador y una rover, alunizó en el área planificada: a 177.6 grados de longitud Este y 45.5 grados de latitud Sur, en la cara oculta de la Luna, a las 10:26 a.m., tiempo de Beijing, 02:26 GMT.

Por unos 12 minutos cargados de dramatismo, Chang’e-4 descendió y alunizó suavemente, con una disposición vertical destinada a evitar cualquier inconveniente con las montañas que rodean el sitio, algunas con 10 kilómetros de elevación.

Captura de pantalla de la simulación del proceso de alunizaje de Chang'e-4, en el monitor del Beijing Aerospace Control Center en Beijing, la capital china. Crédito de la imagen: Xinhua/Jin Liwang

Además de lo expuesto, la tranquila y oculta cara de la Luna no afectada por el viento, la convierte en uno de los mejores lugares en el Sistema Solar interior para investigaciones científicas radioastronómicas. Debido a que esa zona jamás mira hacia la Tierra, las misiones que se desplieguen allí demandan un satélite de enlace. La Administración Nacional Espacial China (CSNA), resolvió ese problema lanzando en mayo de 2.018 el satélite Queqiao.

Chang’e-4 fue lanzada el 7 de diciembre de 2018 a bordo del cohete Long March-3B/G3Z. La misión forma parte de la segunda fase del programa chino de exloración lunar, que incluye orbitar, aterrizar y regresar a la Tierra. Chang’e-4 es la continuidad de las, también exitosas, misiones previas: Chang’e-1, Chang’e-2 y Chang’e-3 en 2.007, 2.010 and 2.013.

Imagen provista por la Administración Nacional Espacial China, tomada durante el descenso de Chang'e-4, en el cráter Von Kármán. Crédito de la imagen: Xinhua.

La masa de la carga útil a bordo del cohete fue de alrededor de 3.780 kilogramos, mientras que el aterrizador tiene una masa de unos 1.200 kg. y la exploradora 140 kg..

El aterrizador está equipado con un generador termoeléctrico de radioisótopos (la sigla RTG identifica radioisotope thermoelectric generator), para brindar energía a las operaciones lunares durante los tres meses de la misión. La energía será utilizada para alimentar la carga útil científica compuesta por siete instrumentos y cámaras.

Detalles de Yutu2

Ilustración que muestra a la exploradora lunar china Yutu2.

La rover Yutu2, que comenzó a explorar la superficie lunar tras las 7 horas de verificación del aterrizador, está equipada con un panel solar que alimentará el vehículo durante el día lunar en la misión de tres meses.

Yutu2 camina en la superficie lunar, tras haber sido liberada del módulo de descenso, una de cuyas cámaras captó el histórico momento. Crédito de la imagen: Administración Nacional Espacial China.

Con una altura de 1,5 metros, la exploradora tiene una capacidad de carga útil de 20 kilogramos, y será capaz de realizar transmisiones de vídeo en vivo y de cavar y realizar análisis simples de las muestras de suelo. Está equipada con un radioespectrómetro de baja frecuencia, diseñado especialmente para la cara oculta de la Luna. Yutu2 transporta una cámara panorámica (PCAM), heredada de la misión Chang’e-3, para obtener imágenes en tres dimensiones del aterrizaje y el patrullaje de la superficie lunar con el objeto de estudiar la morfología superficial y la estructura geológica. Además, cuenta con un Radar de Penetración Lunar (LPR por Lunar Penetrating Radar), también derivada de Chang’e-3, para sondear la estructura subsuperficial lunar, además de investigar la morfología superficial y la estructura geológica. También de aquella misión lunar es el Visible and Near-Infrared Imaging Spectrometer (VNIS), que realizará el sondeo de la superficie y tomará imágenes de la composición material de la superficie de nuestro satélite y obtendrá información de los recursos disponibles allí.

Detalles de Chang’e-4

Captura de la simulación del proceso de descenso de Chang'e-4, con la proyección de su descenso casi vertical en el cráter lunar Von Kármán, en la cara oculta de nuestro satélite natural. Crédito de la imagen: Xinhua/Jin Liwang

El aterrizador, o módulo de descenso Chang’e-4, cuenta con una Cámara de Descenso (LCAM, por Landing Camera), la Cámara de Terreno (TCAM, por Terrain Camera), y el Espectrómetro de Baja Frecuencia (LFS, por Low Frequency Spectrometer).

Espectrómetro de Baja Frecuencia

El Espectrómetro de Baja Frecuencia fue diseñado especialmente para el aterrizador Chang’e-4, mientras que otros cinco instrumentos devienen de Chang’e-3, que a su vez era la copia de respaldo de Chang’e-2. El espectrómetro será utilizado para la detección de las características señales de radio de baja frecuencia del Sol y el entorno de radio en baja frecuencia de la Luna, con el objeto de realizar observaciones radioastronómicas en baja frecuencia. El espectrómetro permitirá la detección el campo eléctrico de baja frecuencia de las tormentas solares y estudiar el plasma lunar. En el primero de los casos, al detectar el campo eléctrico de baja frecuencia del Sol, del espacio planetario y del espacio galáctico, se reunirá para su análisis la información de la magnitud, fase, variación en el tiempo, espectro de frecuencia, polarización y dirección de llegada de las ondas eléctricas. Con las características de *variación del campo eléctrico espacial de baja frecuencia, será analizado el entorno de plasma lunar sobre el sitio de descenso. LFS está configurado con una antena de tres componentes para recibir señales electromagnéticas del Sol y del espacio. Cada una de las tres unidades de la antena recibe uno de los tres componentes ortogonales de las señales electromagnéticas. Según la teoría de la transmisión por radio, información como la intensidad electromagnética y las demás variables mencionadas antes son obtenidas analizando y procesando la información de exploración.

Cámara de descenso y Cámara de terreno

Científicos, técnicos e ingenieros celebran, en el Centro de Control Aeroespacial Beijing, el exitoso descenso y alunizaje de la sonda china Chang'e-4. Crédito de la imagen: Xinhua/Jin Liwang.

La Cámara de Descenso (LCAM), fue utilizada para la obtención de imágenes ópticas del área de aterrizaje durante el descenso para investigar la morfología superficial y la geología del sitio. TCAM también es un instrumento óptico para capturar imágenes de la zona de descenso.

Dosímetro de neutrones

El Dosímetro de Neutrones del Aterrizador Lunar (LND), fue desarrollado por la Christian-Albrechts-University en Kiel (CAU), Alemania, con contribuciones del Instituto de Medicina Aeroespacial del Centro Espacial Alemán (DLR), el Centro Nacional de Ciencia Espacial (NSSC), los Observatorios Astronómicos Nacionales (NAOC), de la Academia China de Ciencias (CAS), y la Academia China de Tecnología Espacial (CAST). El instrumento es fondeado por la DLR a través del Ministerio Federal de Economía y Tecnología. El instrumento, que está a bordo del aterrizador Chang’e-4, tiene dos objetivos científicos primordiales: establecer la dosimetría de la exploración humana de la Luna y el aporte a la ciencia heliosférica como un punto adicional de medición. LND es capaz de medir los flujos de partículas y sus variaciones temporales, y permitirá la comprensión de la propagación y el transporte de partículas en la heliosfera.

Aportes internacionales

Imagen de la superficie lunar, con el cráter Petropavlovskiy, en primer plano y la Tierra, en segundo plano, captadas en junio de 2018 desde el satélite Longjiang-2, que junto a su gemelo Longjiang-1 (que no alcanzó la órbita lunar) fue lanzado con el satélite de enlace de comunicaciones Queqiao. Crédito de la imagen: Administración Espacial Nacional China/The Planetary Society.

Además hay tres cargas útiles de colaboraciones internacionales a bordo de Chang’e-4: el Lunar Lander Neutrons and Dosimetry (LND) instalado en el aterrizador y desarrollado en Alemania. El Analizador Pequeño Avanzado para Neutrales (ASAN, por Advanced Small Analyzer for Neutrals), instalado en Yutu2 para la observación de la interacción de la radiación del viento solar con la superficie de la Luna, y el proceso vinculado a la formación de agua. Además, el Explorador de Baja Frecuencia Chino-Holandés (NCLE, por Netherlands-China Low-Frequency Explorer), instalado en el satélite de enlace Queqiao. ASAN fue desarrollado por el Instituto Sueco de Física Espacial (IRF), en Kiruna, y será utilizado para sondear la estructura subsuperficial.

La tarea de Yutu2

Una de las seis ruedas de la exploradora lunar china Yutu2, mientras desciende del aterrizador Chang'e-4. Crédito de la imagen: Administración Nacional Espacial China.

La navegación en la superficie lunar de la exploradora Yutu2 será realizada utilizando sensores especiales para prevenir que choque con objetos tales como pequeñas rocas o enormes cantos rodados. Yutu2 es una exploradora autónoma, que será liberada desde el aterrizador, y sólo será controlada desde la Tierra cuando sea necesario. La exploradora tiene seis ruedas que reciben energía independientemente. Disponen de un sistema de suspensión similar al utilizado en las exploradoras marcianas estadounidense, como Opportunity y Spirit, y también en Curiosity.

Ingreso y descenso de Chang’e-4

Imagen de la superficie lunar que yace bajo el módulo de descenso Chang'e-4, tras el alunizaje que tuvo lugar el 2 de enero de 2.019. Crédito de la imagen: Administración Nacional Espacial China/Xinhua.

Tras ingresar en la órbita lunar, Chang’e-4 desarrolló seis etapas de desaceleración para descender desde 15 kilómetros en la superficie lunar utilizando su motor impulsor variable. Durante el descenso, el control de actitud de la sonda fue realizado con 28 motores pequeños.

En la órbita lunar, Chang’e-4 se dispuso a sí misma para el descenso. Tras la desaceleración primaria, aproximándose a la superficie, la sonda ajustó rápidamente su actitud. En esta fase los instrumentos analizaron el área en que se planificó el descenso, mientras la sonda quedaba suspendida sobre aquella. Si hubiera sido necesario, Chang’e-4 podría haber realizado una maniobra para evitar un peligro de último momento e ingresar en la fase final de descenso a una velocidad de descenso constante. El motor principal fue apagado automáticamente a una altitud de 4 metros, y la sonda siguió en caída libre hacia la superficie. La sonda descendió en el cráter Von Kármán, en una zona que se halla en proximidades de la cuenca Aitken y el Polo Sur de la Luna (varios científicos están en desacuerdo que se mencione que Chang’e-4 aterrizó en el Polo Sur).

Vídeo con el descenso de Chang’e-4 y el despliegue de la exploradora china Yutu2

Los procesos de alunizaje de las sondas espaciales no tripuladas de los Estados Unidos y de la desaparecida Unión Soviética, no tenían capacidad de mantenerse suspendidas o evitar obstáculos. Chang’e-4 tenía capacidad para un sondeo certero de los accidentes geográficos del lugar de descenso y la identificación de lugares seguros en los que aterrizar. Para aterrizar rápidamente, la sonda fue equipada con sensores de alta precisión y ultra rápidos, para analizar su movimiento y los alrededores. El motor impulsor variable, que fue diseñado completamente por científicos chinos, puede generar hasta 7.500 newtons de empuje.

La cuenca Aitken es la cuenca de impacto más grande y más antigua reconocida en la Luna, con un diámetro de unos 2.500 kilómetros. La circunferencia lunar es de poco menos de 11.000 kilómetros, lo cual significa que la cuenca se despliega a través de casi un cuarto de la Luna, extendiéndose desde el cráter Aitken, en el Norte, y desde allí hacia el Polo Sur. La información topográfica ha mostrado el enorme efecto que el impacto que originó esa característica tuvo en la Luna, con la cuenca que tiene 8 kilómetros de profundidad.

Esta es una traducción ad-hoc de los artículos escritos originalmente por Jason Davis, Rui Barbosa, la Agencia de Noticias Xinhua y CGTN

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