Desafíos del polvo lunar: cohesión, carga y caos en la superficie lunar

El polvo lunar es un problema conocido para quienes se interesan en la exploración espacial. Este material, que se encuentra en la superficie de la Luna, presenta desafíos significativos debido a su forma irregular y su capacidad para dañar equipos. Un nuevo estudio del Dr. Slava Turyshev del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA actualiza nuestra comprensión sobre las propiedades físicas del polvo lunar, proporcionando información crucial para el diseño de futuras misiones y la infraestructura necesaria para la expansión humana en nuestro satélite natural.

Una de las principales razones por las que el polvo lunar es problemático es que no existe un ciclo del agua en la Luna, como ocurre en la Tierra. Esto significa que el polvo lunar no se desgasta a formas más benignas, como esferas u óvalos, sino que permanece afilado y puntiagudo. Según el estudio, las fuerzas de van der Waals, que son las que mantienen unidas las partículas de polvo, son hasta 100 millones de veces más fuertes que la gravedad lunar. Esto hace que una vez que el polvo se adhiere a una superficie, como un traje espacial o el interior de un rover, sea extremadamente difícil de eliminar y puede causar daños significativos.

Además, el polvo lunar es eléctricamente conductor. Esto significa que si se adhiere a una antena, puede atenuar la señal, limitando la efectividad de los sistemas de comunicación. Curiosamente, el comportamiento del polvo varía según su origen: en las Marías, actúa como una carga dieléctrica, mientras que en las Tierras Altas, se comporta más como un "des sintonizador" capacitivo, dificultando el mantenimiento de una frecuencia específica.

Las regiones permanentemente sombreadas (PSRs) presentan desafíos adicionales. Estas áreas son de gran interés para la exploración lunar debido a la presencia de hielo de agua, y entender cómo navegar en ellas será crucial para cualquier misión a largo plazo. En las PSRs, la conductividad eléctrica del polvo es extremadamente baja, lo que provoca acumulación electrostática en cualquier sistema que pase por ellas. Esto puede resultar en descargas electrostáticas que dañen la electrónica sensible si no están diseñadas para resistirlas.

Datos recientes del sonda ChaSTE en el módulo de aterrizaje Chandrayaan-3 indican que la conductividad térmica del polvo es lo suficientemente alta como para causar sobrecalentamiento en los dispositivos de descarga térmica, como los radiadores. Sin embargo, se descubrió que a solo unos centímetros por debajo de la superficie, el regolito es mucho más compacto y conduce el calor de manera más eficiente que las partículas finas en la superficie.

Otro hallazgo provino del experimento NILS a bordo del módulo de aterrizaje Chang'e-6. Este estudio reveló que la radiación solar crea una capa de iones de hidrógeno cargados cerca de la superficie en el lado diurno de la Luna. Esta capa puede impactar directamente en el transporte de polvo al modificar la "capa de plasma" que los ingenieros utilizan para contabilizar el transporte de polvo. De hecho, el fenómeno conocido como "brinco electrostático", donde el polvo puede levitar a varios pies en el aire, es uno de los tres modos de transporte de polvo discutidos en el estudio.

Cuando los cohetes aterrizan, levantan polvo en una gran pluma a su alrededor, lo que provoca una erosión significativa en todo lo que se encuentra en un radio de varios kilómetros. Datos del experimento SCALPSS en la fallida misión Odysseus muestran que la tasa de erosión del polvo por las plumas de los cohetes es entre 4 y 10 veces mayor de lo que se pensaba anteriormente. Esto implica que los cohetes deberán aterrizar más lejos de una base a largo plazo o que la base misma deberá ser diseñada para resistir ráfagas de polvo más intensas de lo que se había previsto.

En resumen, aunque la información recopilada puede no ser del todo positiva, es esencial para los ingenieros que planifican la próxima fase de exploración lunar. El polvo lunar será un problema que debemos enfrentar en la Luna, y es mejor abordarlo con una comprensión clara de los desafíos que presenta.