Sonda lunar india puede ayudar a resolver uno de los mayores problemas de la física
El 23 de agosto, India se convirtió en la cuarta nación en la historia en conseguir un aterrizaje exitoso en la Luna, además, rompió el récord por la mayor latitud para tal hazaña. Durante el día lunar, el módulo de descenso Vikram y el rover Pragyan realizaron numerosos experimentos, hasta que finalmente fueron puestos en suspensión con una pequeña esperanza de despertar el 22 de septiembre. En este relativamente corto tiempo completo, una prueba que podría ser clave para el futuro de las misiones a nuestro satélite.
Salto lunar
Vikram y Pragyan dependen de la energía solar para funcionar y mantener sus sensores y circuitos en las condiciones correctas para funcionar en el inhóspito ambiente lunar. Una vez el Sol se oculta debajo del horizonte, la electrónica se somete a temperaturas extremas cercanas al cero absoluto.
Antes poner en modo de suspensión a Vikram, los controladores intentaron una arriesgada prueba. Empleando parte del combustible sobrante del aterrizaje, el domingo 3 se dio la orden de encender los motores y dar un salto. El lander se elevó 40 centímetros verticalmente, y se desplazó 40 centímetros horizontalmente.
Esto es una primera demostración para futuras misiones de extracción de muestras para regresar a la Tierra. Sin embargo, uno de los aspectos de mayor valor científico está relacionado con una rama de la física aparentemente sin relación.
ISRO JUST SOFT LANDED ON THE MOON AGAIN🤯🤯🤯.
— RocketGyan (@rocketgyan) September 4, 2023
Can't believe what just isro did😭. They literally attempted a Hop experiment on the moon in which they started their engines hovered over the surface at about 30-40 cm and then landed 30-40 cm away😍.
Importance: It will help isro… pic.twitter.com/WsXQrMykXV
Comportamiento de la arena
En la física se desea conocer el estado de un sistema en un pasado y futuro. En contados casos es posible obtener expresiones exactas para determinar, por ejemplo, la posición y velocidad de una partícula bajo una cierta fuerza. Sin embargo, al considerar muchos objetos interactuando entre sí es imposible determinar con precisión el estado de cada componente. Para ello es necesario recurrir a aproximaciones estadísticas para tener una idea general.
Para aterrizar en la Luna se requiere de retropropulsores que disparen gases calientes a alta velocidad contra el regolito. Dado que ambos se encuentran dentro del vacío casi perfecto del espacio, las aproximaciones que en la Tierra permiten entender el flujo de material se hacen inútiles.
El mayor de los problemas es la llamada viscosidad. Aunque en el lugar de colisión entre la pluma del motor y el regolito puede funcionar, más allá de esa pequeña región el concepto en sí se pierde. Y con ella la capacidad de modelar el comportamiento del sistema.
Conocer la velocidad a la cual salen disparados los pequeños fragmentos de roca es relevante para futuras misiones lunares. Se cree parte de ellos puede alcanzar velocidad de escape e impactar contra futuras estaciones espaciales orbitales. Por otro lado, cuando se construyan bases en la superficie, las nuevas naves al descender pueden afectar la integridad de las estructuras con el material disparado.
Nueva ciencia
Aunque los efectos de regolito disparado a gran velocidad pueden ser evitados con relatividad facilidad, está el problema de que un motor cohete pueda excavar un gran agujero debajo del vehículo y afectar la estabilidad. Esto supone un reto especialmente al considerar vehículos como Starship o Blue Moon Lander.
Las imágenes del experimento realizado por la India tienen el potencial de ofrecer información relevante sobre el comportamiento y flujo del regolito. Acompañando los videos capturados por las sondas chinas Chang’e y las misiones Apolo. Siendo un factor clave para los futuros asentamientos permanentes y constante abastecimiento.
