Científicos de MIT utilizan cera de abejas para medir la temperatura lunar

La exploración espacial no siempre resulta como se planea. Sin embargo, incluso en los fracasos, los ingenieros pueden aprender, adaptarse y volver a intentarlo. Una de las mejores maneras de hacerlo es compartir el aprendizaje y permitir que otros reproduzcan el trabajo que podría no haber tenido éxito. Un grupo del MIT, perteneciente al Space Enabled Research Group de su Media Lab, publicó recientemente un artículo en Space Science Reviews que describe el diseño y los resultados de pruebas de un par de sensores pasivos enviados a la luna en el desafortunado rover Rashid-1.

El rover, desarrollado por el Centro Espacial Mohammed bin Rashid (MBRSC) en los Emiratos Árabes Unidos, fue lanzado a bordo de la misión Hakuto-R 1, la primera misión privada a la superficie lunar, operada por la startup japonesa iSpace. Al ser lanzado en diciembre de 2022, tomó una ruta de transferencia de baja energía hacia la luna, llegando a un "aterrizaje forzoso" cuando sus sensores estimaron incorrectamente que ya había aterrizado al pasar sobre el borde de un cráter y cortaron sus motores, a pesar de estar aún a 5 km de la superficie.

A pesar de ese error, muchas de las tecnologías en el rover de 10 kg eran de vanguardia, y los sensores de regolito eran definitivamente de esa categoría, a pesar de su diseño simple. Los dos sensores, que formaban parte del experimento de Detección de Adhesión/Abrasion de Materiales (MAD) que el rover planeaba llevar a cabo, estaban diseñados para ser completamente pasivos, sin necesidad de energía ni partes móviles. Ambos estaban diseñados para encajar físicamente en las ruedas del rover y utilizarían otra característica que tenía el rover: su cámara.

Uno de los sensores, conocido como Muestreador Pasivo de Regolito (PRS), era una bandeja de aluminio cubierta por una placa con una serie de agujeros perforados de diferentes orientaciones y tamaños. En realidad, había dos en el rover Rashid-1, uno en cada rueda delantera. A medida que la rueda a la que estaba unido giraba, pequeñas muestras de regolito se depositaban a través de los agujeros en la bandeja. Su intención era determinar si el espaciamiento y el tamaño de los agujeros impactaban significativamente en la recolección y retención del regolito.

A pesar de ser un sensor pasivo, hubo muchas complicaciones. Para probar el sensor, en lugar de una rueda de rover real, los investigadores simplemente presionaron el sensor en un simulante de regolito. Sin embargo, no pudieron encontrar información estadísticamente significativa sobre la diferencia en tamaño o espacio, por lo que creen que simplemente lo estaban haciendo mal: estampar manualmente el sensor en la tierra no es lo mismo que rodarlo en una rueda.

Eventualmente, tuvieron la oportunidad de probarlo en una rueda real, aunque solo después de que la misión había fracasado. El equipo de investigación tuvo acceso al entorno de sandbox en el MBRSC con un simulante de regolito lunar, donde pudieron adjuntar su sensor a un modelo de ingeniería del rover para probarlo. Sin embargo, hasta el momento de la publicación del artículo, los resultados de ese experimento aún no estaban disponibles.

Parte de la razón podría ser la dificultad en analizar los datos del sensor. El equipo de ingeniería tuvo que utilizar algoritmos avanzados de procesamiento de imágenes, combinados con tablas de búsqueda simplificadas para entender dónde estaba el sol en el cielo lunar y cómo eso podría afectar las sombras, y por lo tanto los resultados del experimento PRS. Si bien la metodología es aplicable sin importar dónde aterrice el sensor en la luna, las tablas de búsqueda tendrían que ajustarse según factores como la posición y la época del año.

El otro sensor, conocido como Termómetro Pasivo de Cera (PWT), también dependía en gran medida de la cámara del rover y de algoritmos avanzados de procesamiento de imágenes. Estaba diseñado para actuar como un termómetro al albergar cápsulas de diferentes ceras que cambiarían de sólido a líquido a diferentes temperaturas.

Esencialmente, cada muestra de cera proporcionaría una verificación binaria de sí/no sobre si estaba por debajo o por encima de la temperatura de fusión de la cera. Dado que las ceras fueron seleccionadas en función de que se volvían claras cuando estaban líquidas y opacas cuando estaban sólidas, la cámara podría detectar si alguna de las muestras estaba líquida en cualquier momento dado.

Las ceras seleccionadas fueron elegidas para leer entre 9°C (Pentadecano) y 87.5°C (Tetratetracontano). Las muestras también incluyeron dos cápsulas de ceras naturales de abejas y una de una cera de vela comercialmente disponible. Originalmente, este experimento habría tenido la oportunidad perfecta de prueba, ya que se esperaba un eclipse durante su tiempo de misión, permitiéndole observar una caída rápida y dramática de temperatura, pero dado el fracaso de la misión, esa oportunidad se perdió.

Sin embargo, el objetivo de publicar este artículo es asegurarse de que no se pierda para siempre. Otros equipos de investigación pueden retomar el manto de actualizar y adaptar estos dos sensores pasivos simples para su uso en otras misiones. Así es como la ciencia (y la ingeniería) avanzan: apoyándose en los hombros de aquellos que vinieron antes, a pesar de, o tal vez incluso debido a, los fracasos que pudieron haber experimentado en el camino.

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