Intercambio de rayos láser entre dos naves espaciales

La sonda espacial LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) de la NASA, en órbita a la Luna desde 2009, y la SLIM, de la JAXA (agencia espacial japonesa), posada en la superficie lunar desde enero de 2024, se lanzaron recientemente rayos láser la una a la otra.

La emisión láser inicial fue de la LRO en todos los casos, mientras que la SLIM se limitó a reflejar el rayo láser de la LRO para que alcanzase a esta. El papel de la SLIM fue pasivo. La reflexión se hizo mediante un retrorreflector del tamaño de una galleta instalado en la SLIM.

Este intercambio de rayos láser, de muy corta duración, se llevó a cabo en el marco de una serie de experimentos para la que ambas agencias espaciales han estado colaborando.

El 24 de mayo de 2024, la LRO pasó a unos 70 kilómetros por encima de la SLIM dos veces, en dos órbitas sucesivas. En el momento justo de cada sobrevuelo, disparó contra la SLIM un pulso láser con su altímetro láser, tal como había hecho antes en ocho ocasiones. Sin embargo, en estas dos últimas veces lo hizo con precisión suficiente para que la señal rebotase de vuelta hasta incidir justo en el detector de la LRO.

Este fue un logro muy meritorio para la NASA porque el dispositivo en la SLIM no está en una posición óptima. Los retrorreflectores en los vehículos de aterrizaje están típicamente emplazados en la parte superior de estos y apuntando justo hacia arriba. Por desgracia, el terreno en el que se posó la SLIM la dejó inclinada, impidiendo que su retrorreflector apunte debidamente, lo que ha dificultado mucho las operaciones con los rayos láser.

Para aumentar las posibilidades de alcanzar su objetivo, el equipo de la LRO trabajó con la JAXA para determinar la ubicación y orientación exactas de la SLIM. A continuación, los ingenieros de la NASA predijeron cuándo la trayectoria orbital de la LRO la llevaría a unas coordenadas que le darían la mejor oportunidad de alcanzar el retrorreflector de SLIM con los rayos láser.

El altímetro de la LRO no se construyó para este tipo de aplicación, por lo que las posibilidades de acertar con un disparo a un diminuto retrorreflector en la superficie de la Luna ya eran de entrada bajas, tal como advierte Xiaoli Sun, que dirigió el equipo que construyó el retrorreflector de la SLIM en el Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA en Greenbelt, Maryland, como parte de una colaboración científica entre la NASA y la JAXA.

Enviar desde una nave moviéndose a gran velocidad desde su órbita dos pulsos láser al retrorreflector de una nave posada inclinada en la superficie y recibirlos de vuelta rebotados desde este, es toda una proeza de cálculo y de precisión en la ejecución.

El problemático aterrizaje de la SLIM, que la dejó inclinada en el terreno y que ha ocasionado diversos inconvenientes, no ha impedido sin embargo que la misión haya alcanzado objetivos notables.

Varios días después del alunizaje, un pequeño rover, LEV-2 (Lunar Excursion Vehicle 2), apodado “SORA-Q”, consiguió fotografiar a la SLIM posada en suelo lunar.

La SLIM posada en suelo lunar, vista por el rover LEV-2. (Foto: © JAXA / TOMY / Sony Group Corporation / Doshisha University)

LEV-2, así como LEV-1 (Lunar Excursion Vehicle 1), son los primeros rovers japoneses de exploración de la superficie lunar, y LEV-2 es el primer rover del mundo que realiza una exploración totalmente autónoma de la superficie lunar. LEV-2 y LEV-1 también realizaron por primera vez una exploración sincronizada y coordinada de la superficie lunar. LEV-2 es ahora el vehículo de exploración lunar más pequeño y ligero del mundo.

LEV-2 y LEV-1 fueron liberados desde la SLIM justo antes de que esta se posara en el suelo.

Inicialmente, el LEV-2 estaba plegado, presentando una forma esférica. Una vez desplegado en suelo lunar, pudo usar sus ruedas. Aunque todavía están siendo analizados los datos relativos a la actividad de estos rovers, ya se ha demostrado el buen funcionamiento autónomo del LEV-2, que seleccionó por su cuenta las imágenes en las que aparecían la SLIM y su entorno para transmitirlas, así como la capacidad de comunicación inalámbrica entre el LEV-2 y el LEV-1 en suelo lunar. De hecho, esas fotografías de la SLIM tomadas por el LEV-2, fueron transmitidas a la Tierra a través del LEV-1.