Con el reciente éxito de la Misión Artemis I y el nombramiento de la tripulación para la Misión Artemis II, la NASA ahora se prepara para el regreso del ser humano a la Luna con la futura Misión Artemis III a una región del Polo Sur de la Luna. Para prepararse, los científicos e ingenieros de la NASA están aprendiendo todo lo posible sobre esta región sombría que promete ofrecer descubrimientos científicos que pueden ayudarnos a aprender sobre nuestro lugar en el universo y aventurarnos más lejos que nunca.

Una forma en que los científicos están recopilando información es a través de una cámara óptica hipersensible llamada ShadowCam. Este instrumento de la NASA está volando con otros cinco instrumentos a bordo de la nave espacial coreana Danuri, lanzada en Agosto de 2022.

Desarrollada por Malin Space Science Systems y la Universidad Estatal de Arizona (ASU), ShadowCam es significativamente más sensible a la luz que las cámaras lunares comparables. Adquiere imágenes de alta resolución de regiones permanentemente sombreadas, que nunca reciben luz solar directa, al servicio de la planificación científica y de exploración para las misiones Artemisa y misiones robóticas.

Desde que Danuri entró en órbita lunar en Diciembre pasado, ShadowCam ha estado capturando rutinariamente imágenes de las regiones lunares del Polo Norte y Sur. A continuación se destacan algunas imágenes destacadas hasta ahora y lo que revelan.

El Cráter Shackleton con un Detalle Sin Precedentes

Una de las primeras imágenes de ShadowCam desde la órbita lunar, representada aquí con más detalle que nunca, es la pared y el suelo permanentemente sombreados del Cráter Shackleton, que se encuentra cerca del Polo Sur. El nivel de detalle de esta imagen es posible gracias a la capacidad de ShadowCam para operar en condiciones de muy poca luz: es 200 veces más sensible que la cámara de ángulo estrecho de la sonda LRO de la NASA.

La flecha marca la huella de una roca que rodó por la pared del cráter. La observación de estos senderos ayuda a los científicos a caracterizar la forma y la velocidad de la roca y las características del regolito, lo que mejora nuestra comprensión de las propiedades geotécnicas de la Luna.

La Prueba del Brillo de la Tierra

ShadowCam fue diseñada para ofrecer vistas en áreas sombreadas cerca de los polos. Esta imagen, sin embargo, fue tomada bajo la luz de la Tierra en la región ecuatorial de la Luna como parte de una prueba de sensibilidad del instrumento. Revela el interior del Cráter Bruce y serpentinas brillantes que se formaron a partir del suelo que se deslizó por las paredes del cráter.

ShadowCam capturó esta imagen justo después de la Luna Nueva. Durante una Luna Nueva, al mismo tiempo que veríamos una delgada luna creciente desde la Tierra, una persona en la Luna vería una Tierra casi llena. Así como una Luna Llena puede proporcionar iluminación en la Tierra, una Tierra llena puede proporcionar iluminación en la Luna; esto se conoce como brillo de la Tierra.

El Poder de la Reflexión

Dos tipos de iluminación secundaria permiten que ShadowCam capture imágenes en áreas que no reciben luz solar directa. El primero es el brillo de la Tierra, que ilumina la superficie de la Luna lejos de los polos con la luz del Sol reflejada en la Tierra. La segunda es la iluminación que resulta de la luz solar reflejada en las características geológicas cercanas, como montañas y paredes de cráteres en los polos que se elevan lo suficientemente alto sobre la superficie para reflejar la luz solar directa.

La imagen de arriba, capturada con este último tipo de iluminación, muestra el borde del Cráter Marvin, a unos 26 kilómetros del Polo Sur. Hay una variación de más de 90 grados en la dirección de la iluminación en los pequeños cráteres del borde en comparación con los pequeños cráteres interiores porque la iluminación secundaria emana de un amplio arco en lugar de una fuente de luz puntual.

La imagen a continuación muestra un área más amplia que rodea el Cráter Marvin. El área blanca en el lado izquierdo es donde la superficie estaba expuesta a la luz solar directa, la fuente de iluminación secundaria dentro de las áreas sombreadas. ShadowCam se diseñó para funcionar con poca luz, por lo que las áreas iluminadas por el Sol están saturadas (indicadas por las áreas blancas).
 

Uso del Brillo de la Tierra Durante una Luna Nueva

Aunque ShadowCam se diseñó principalmente para utilizar la iluminación secundaria de las características geológicas lunares para obtener imágenes, esta imagen, que muestra el pico central del Cráter Aristarchus (izquierda), se capturó utilizando la luz de la Tierra.

ShadowCam no podrá tomar imágenes de los astronautas de Artemis caminando sobre la superficie de la Luna si están expuestos a la luz solar directa porque la potente luz saturaría las imágenes. Esta imagen, sin embargo, muestra que puede ser posible usar el brillo de la Tierra, si los astronautas están caminando en el espacio durante la noche lunar.

En esta imagen, la sombra proyectada por el pico central de Aristarchus es del brillo de la Tierra que resultó de que la Tierra estaba a 35 grados sobre el horizonte en ese momento. Se cree que los diferentes tonos en el pico central representan distintos tipos de rocas.