La primera misión india a la Luna costó 386 crore de rupias y llevó el instrumento de la NASA que halló agua en la superficie lunar

Un cohete PSLV-XL despegó de Sriharikota a las 00:52 UT del 22 de octubre de 2008, las 6:22 de la mañana en la India, con Chandrayaan-1, la primera misión del país a la Luna. El 24 de septiembre de 2009, la NASA anunció que un instrumento a bordo había detectado agua e hidroxilo, una molécula de un átomo de oxígeno y uno de hidrógeno, en la superficie lunar. El artículo de la revista Science estuvo dirigido por Carle Pieters, de la Universidad Brown, con 28 coautores.

Para entonces el orbitador llevaba casi un mes en silencio. La ISRO perdió el contacto con él unos diez meses después del inicio de una misión prevista para dos años.

Once instrumentos, cinco de ellos indios

La página de la misión de la ISRO enumera once instrumentos científicos, construidos en la India, Estados Unidos, el Reino Unido, Alemania, Suecia y Bulgaria. Cinco eran indios: la Terrain Mapping Camera, el Hyper Spectral Imager, el Lunar Laser Ranging Instrument, el High Energy X-ray Spectrometer y la Moon Impact Probe. Los otros seis venían del extranjero. La ESA dice que Europa aportó tres: un espectrómetro de rayos X (C1XS), un analizador de partículas (SARA) y un espectrómetro de infrarrojo cercano (SIR-2). La NASA aportó el Moon Mineralogy Mapper, conocido como M3, y un radar llamado Mini-SAR. Bulgaria aportó RADOM, un monitor de dosis de radiación.

La nave era un cubo de 1,5 metros de lado, construido sobre la misma plataforma que los satélites de teledetección de la ISRO, y pesaba 1.380 kilogramos al despegar. La idea se planteó por primera vez en una reunión de 1999 de la Indian Academy of Sciences, y el Gobierno aprobó la misión en noviembre de 2003, dice la ISRO. Una misión tan lejana necesitaba además una forma de comunicarse con ella. La ISRO construyó la Indian Deep Space Network antes del lanzamiento, con una antena de 32 metros y otra de 18 metros en Byalalu, cerca de Bangalore.

El costo fue de 386 crore de rupias (3.860 millones de rupias). Es la cifra que el ministro de Estado en la Oficina del Primer Ministro, Prithviraj Chavan, dio a la Rajya Sabha en una respuesta escrita el 18 de diciembre de 2008, y dijo que incluye la Deep Space Network. ABC News la describió en agosto de 2009 como una nave de 80 millones de dólares. Cómo la ISRO siguió haciendo Marte y la Luna con presupuestos pequeños es el tema de nuestro artículo sobre su ingeniería frugal.

Trece días para dejar la Tierra, una sonda para golpear el polo

Tras el lanzamiento, cinco encendidos del motor a lo largo de 13 días estiraron la órbita de la nave, informa la ESA. Un último encendido el 8 de noviembre la puso en órbita lunar, y en los cuatro días siguientes se asentó en una órbita polar a unos 100 kilómetros de la superficie.

El 14 de noviembre de 2008 la Moon Impact Probe se separó del orbitador. La página de la misión de la NASA dice que encendió un pequeño motor de desorbitación, cayó libremente mientras enviaba lecturas de tres instrumentos y se estrelló cerca del cráter Shackleton, en el polo sur, a las 15:01 UT. Los instrumentos eran un altímetro de radar, una cámara de vídeo y un espectrómetro de masas llamado CHASE. La respuesta de 2008 de la Press Information Bureau registra el descenso como completado a las 20:35 hora india.

La ESA escribe que el impacto “marcó oficialmente a la India como la cuarta nación en llegar a la superficie lunar”. Los científicos indios informaron de que los datos de CHASE sugerían agua en la delgada atmósfera lunar. La página de la NASA califica ese resultado de no concluyente sin más verificación.

Lo que vio el Moon Mineralogy Mapper

El M3 era un espectrómetro de imágenes infrarrojas construido en el Jet Propulsion Laboratory de la NASA, con Pieters como investigadora principal. Descomponía la luz solar reflejada en longitudes de onda de 430 a 3.000 nanómetros, y el JPL lo describe como un instrumento invitado en Chandrayaan-1. El agua y el hidroxilo absorben luz cerca de los 3 micrómetros, de modo que dejan una caída en el espectro.

El artículo de Science informa de rasgos de absorción entre 2,8 y 3,0 micrómetros por toda la Luna. La señal está muy extendida y es más intensa en las latitudes altas y más frías y en algunos cráteres recientes. La NASA dice que las moléculas se encuentran en los pocos milímetros superiores del suelo. Los autores sugieren que el hidroxilo y el agua se siguen formando y reteniendo en la superficie, y que el suelo podría ser una fuente de volátiles para la exploración humana. La exploración lunar tripulada es el tema de nuestro artículo sobre los vuelos Artemis de la NASA.

Pieters fijó ella misma la escala. “Cuando decimos ‘agua en la Luna’, no hablamos de lagos, océanos ni siquiera charcos”, dijo en el comunicado de la NASA.

Otras dos naves llegaron a la misma respuesta

Dos artículos más aparecieron en el mismo número de Science, cada uno de una nave distinta. Roger Clark, del Servicio Geológico de Estados Unidos, reanalizó datos de un sobrevuelo de 1999 de la sonda Cassini de la NASA y halló absorción cerca de los 3 micrómetros por agua adsorbida, con una estimación de 10 a 1.000 partes por millón. Jessica Sunshine, de la Universidad de Maryland, y sus colegas usaron la nave Deep Impact, que volaba como EPOXI y observó la Luna en junio de 2009. Hallaron que la superficie estaba hidratada durante parte del día lunar, con una cantidad compatible con menos del 0,5 por ciento de agua en peso. La hidratación subía y bajaba con la temperatura dentro de un mismo día lunar.

El comunicado de la NASA dice que, en lo más alto del intervalo de Clark, una tonelada de la capa superior del suelo podría rendir hasta 32 onzas de agua.

Hielo en los cráteres oscuros

El M3 midió terreno iluminado por el Sol. Un segundo instrumento de Chandrayaan-1 miró dentro de las sombras. La NASA anunció el 1 de marzo de 2010 que el Mini-SAR, un radar ligero, había hallado más de 40 cráteres pequeños cerca del polo norte cuya señal de radar se parecía a la del hielo. Los cráteres tienen de 2 a 15 kilómetros de ancho, y el equipo estimó al menos 600 millones de toneladas métricas de hielo de agua, según el grosor con que yazca en cada cráter. El resultado apareció en Geophysical Research Letters. Jason Crusan, de la NASA, lo llamó “una fuerte indicación de hielo de agua”, y el propio comunicado dice que los depósitos tienen características de radar “similares al hielo”, lo que es una inferencia y no una muestra.

La ESA dice que un análisis más completo de los datos del M3 halló después hielo de agua en varios puntos de las regiones permanentemente en sombra. El artículo que lo respalda, de Li y colegas en Proceedings of the National Academy of Sciences en 2018, halló hielo expuesto en varios miles de píxeles del M3, de unos 280 metros de lado cada uno, todos a menos de 20 grados de los polos. Solo alrededor del 3,5 por ciento de las trampas frías que examinó, las zonas permanentemente en sombra lo bastante frías para retener hielo, mostraron alguno.

Contacto perdido, 28 de agosto de 2009

La ISRO elevó la órbita a 200 kilómetros en mayo de 2009. La página de la NASA dice que temperaturas anormalmente altas comenzaron a finales de noviembre de 2008, y un sensor estelar, que la nave usa para hallar su orientación, falló tras nueve meses en órbita. El contacto por radio terminó a las 20:00 UT del 28 de agosto de 2009, la 1:30 de la madrugada del 29 de agosto en la India. La página de la ISRO da el 29 de agosto.

ABC News citó al portavoz de la ISRO S. Satish diciendo que la agencia estudiaba la telemetría para hallar el problema. La ISRO dice que la nave había dado más de 3.400 órbitas a la Luna. La página de la NASA dice que la causa más probable fue un fallo del suministro de energía por sobrecalentamiento. Tanto la ESA como la NASA informan de que la ISRO consideró cumplido al menos el 95 por ciento de los objetivos de la misión.

Un radar lo encuentra de nuevo

En julio de 2016, casi siete años después del último contacto, Marina Brozovic, del JPL, dirigió una prueba para encontrar el orbitador con radar desde tierra. El 2 de julio de 2016, la antena de 70 metros de la NASA en Goldstone, California, envió microondas hacia un punto situado a unos 160 kilómetros sobre el polo norte de la Luna, y el Green Bank Telescope de 100 metros, en Virginia Occidental, escuchó los ecos.

Durante cuatro horas, un objeto con la firma de radar de una nave pequeña cruzó el haz dos veces, y el intervalo coincidía con el periodo orbital esperado de Chandrayaan-1, de 2 horas y 8 minutos. Ryan Park, del JPL, dijo que la antigua estimación de la órbita de 2009 tuvo que desplazarse unos 180 grados. Siete ecos más a lo largo de tres meses coincidieron con la órbita corregida, y el Observatorio de Arecibo ayudó con el seguimiento. El JPL anunció el resultado el 9 de marzo de 2017 y describió el orbitador como inactivo. Sus propios cálculos lo habían situado a unos 200 kilómetros sobre la superficie.

Lo que vino después

Las misiones lunares posteriores de la ISRO fueron a por la propia superficie. Chandrayaan-3 alunizó suavemente el 23 de agosto de 2023 a unos 69,37 grados sur, en las latitudes altas del sur, según la ISRO. Diez días después de ese alunizaje, el 2 de septiembre de 2023, un PSLV lanzó el Aditya-L1, un observatorio solar cuyas siete cargas científicas, dice la ISRO, fueron desarrolladas por ella misma y por laboratorios nacionales de investigación, entre ellos el Indian Institute of Astrophysics de Bangalore y el Inter University Centre for Astronomy and Astrophysics de Pune.