La Luna

El país Nipón se sumó a la exploración de nuestro satélite natural en 1990 con el lanzamiento de la nave espacial Hiten, la primera sonda lunar de Japón, la primera sonda desde el fin, quince años antes, de las misiones lunares de la citada carrera espacial y la primera misión lunar de un país distinto a los dos protagonistas de la misma, EE. UU. y URSS. Esta sonda, construida por el Instituto de Ciencias Espaciales y Astronáuticas (Institute of Space and Aeronautical Science —ISAS—) de Japón, estudió el polvo de las nubes de Kordylewski¹, si bien no detectó un aumento del mismo en esa zona. Tres años después se estrelló controladamente sobre la superficie lunar.

Otras sondas japonesas, como Geotail, esta fabricada por la ISAS en colaboración con la NASA, y Nozomi, creada por la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (Japan Aerospace Exploration Agency —JAXA—) orbitaron la Luna pero como apoyo gravitatorio a sus misiones (estudio de la cola de la magnetosfera, la primera, y estudio de la interacción de la atmósfera de Marte con el viento solar, la segunda). Fueron lanzadas en 1992 y 1998, respectivamente.

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En 2007, a las 3:31:01 (hora peninsular española) del 14 de septiembre, la JAXA lanzó la misión SELENE (también llamada Kaguya) desde el CNSC —Centro Espacial Tanegashima— (oeste de Japón), usando un vehículo de lanzamiento H-IIA. SELENE es el acrónimo de Selenological and Engineering Explorer («explorador de ingenieria lunar») y Kaguya es el nombre de una princesa lunar en el antiguo cuento popular japonés «Cuento del cortador de bambú». Aparte del orbitador principal constaba de dos auxiliares, Okina («hombre mayor honorable») y Ouna («mujer mayor honorable»), nombres pertenecientes a personajes del citado cuento. Con estos dos satétites del orbitador principal se pretemdió una observación de la superficie de la Luna desde diferentes órbitas elípticas.

La misión contaba con 15 instrumentos científicos como espectrómetros, cámaras, radares, etc. Los principales objetivos de KAGUYA eran obtener datos científicos sobre el origen y la evolución lunar y desarrollar la tecnología para la futura exploración lunar.

A primeros de octubre de 2007, la nave llegó a la Luna y liberó sus dos satélites pequeños (cada uno de 1 m × 1 m × 0,65 m y 50kg): el satélite de retransmisión y el satélite VRAD, que se mantuvieron en órbita polar. El satélite principal (2,1 m × 2,1 m × 4,8 m y 3.000 kg) entró el día 19 en una órbita lunar de 100 km de altura. El 1 de febrero de 2009, KAGUYA descendió a una altitud de 50 km para volver a descender a 10-30 km el 16 de abril de 2009. Finalmente, KAGUYA, con una misión planificada de un se extenfió hasta el 10 de junio de 2009, momento en que se llevó a cabo el impacto controlado al sureste de la cara visible de la Luna.

Entre sus muchos descubrimientos destaca la detección de uranio en la superficie lunar, muy útil para la construcción de centrales nucleares lunares que den energía a futuros asentamientos habitados en nuestro satélite natural.

JAXA concibió la misión SELENE-2, una misión robótica sucesora de la anterior. Iba a incluir un orbitador, un módulo de aterrizaje y un rover, sin embargo fue cancelada ya que la agencia nipona decidió iniciar una colaboración con la ISRO de India para planificar una misión conjunta llamada Misión de Exploración Polar Lunar (LUPEX) (ver «Misiones futuras a la Luna».

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El 16 de noviembre de 2022 Japón envió dos sondas (dos cubesats) a la Luna como cargas secundarias de la misión Arteisa I de la NASA. Con una de ellas, intentó ser la cuarta nación en aterrizar con éxito una nave espacial en la Luna, después de Estados Unidos, la Unión Soviética y China. Fue con el ingenio de 12,6 kg llamado OMOTENASHI, en español «hospitalidad» y acrónimo de Outstanding MOon exploration TEchnologies demonstrated by NAno Semi-Hard Impactor («tecnologías excepcionales de exploración lunar demostradas por nano semirrígido»), lanzado a bordo del SLS de Artemis I.

OMOTENASHI constaba de un módulo orbital que guía la diminuta nave hasta una órbita de impacto lunar, una sonda de superficie para aterrizar en la Luna y un motor cohete sólido que desacelera el módulo de aterrizaje para realizar un aterrizaje semi-duro a una velocidad inferior a 50 m/s. Para evitar la necesidad del pesado tren de aterrizaje (usado por más de 110 módulos de aterrizaje anteriores en la Luna y Marte) OMOTENASHI está equipado con una bolsa de aire y un amortiguador metálico fabricado con una impresora 3D.

El diminuto módulo de aterrizaje lunar no estaba diseñado para realizar observaciones científicas en la Luna, pero tanto el módulo de aterrizaje como el módulo orbital estaban equipados con un transmisor de radio UHF (430 MHz) para ser detectado por radioaficionados que quisiesen seguir el progreso de la misión.

El lanzamiento de Artemis sufrió numerosos aplazamientos por lo que se temió por la carga de las baterías, ya que algunas de estas misiones no pudieron ser recargadas al resultar inaccesibles, y quizá fue eso lo que provocó que la nave no acumulase suficiente energía con sus paneles y la JAXA perdiese la oportunidad del alunizaje.

Según comunicado del 22 de noviembre de 2022 de la agencia espacial nipona se informó que, si bien no se pudo lograr el objetivo de alunizaje de la misión, se mantedrían las operaciones de recuperación de otras misones, llevándose a cabo mediciones de radiación fuera de la magnetosfera de la Tierra y otras demostraciones tecnológicas distintas al alunizaje.

El 2 de noviembre de 2023, ante la ausencia de señales y la imposibilidad de recvibir ninguna en el futuro por la distancia de la nave, la JAXA decidió poner fin a las operaciones, dando por concluida la misión OMOTENASHI.

El otro cubesat de la agencia nipona lanzado por la sonda Artemis I fue EQUULEUS (EQUilibriUm Lunar-Earth point 6U Spacecraft, «nave espacial 6U de equilibrio lunar-terrestre 6U»), que hacía referencia con su nombre, además, a la constelación del caballito. Esta sonda, de 10,5 kg, llevaba a bordo tres instrumentos científicos:

• DELPHINUS (DEtection camera for Lunar impact PHenomena IN 6U Spacecraft —«cámara de detección de fenómenos de impacto lunar de la nave espacial 6U»—), cuyo acrónimo proviene de la constelación vecina de Equuleusano. Con este sistema se buscaba detectar por primera vez el destello de un meteorito al colisionar con la cara oculta de la Luna con el fin de evaluar este riesgo en las actividades lunares tripuladas.
• PHOENIX (Plasmaspheric Helium ion Observation by Enhanced New Imager in eXtreme ultraviolet —«observación de iones de helio plasmosféricos mediante un nuevo captador de imágenes mejorado en ultravioleta extremo»—), para obtener una imagen global de la plasmasfera terrestre.
• CLOTH (Cis-Lunar Object detector within THermal insulation, «detector de objetos cislunares con aislamiento térmico»—), con el que detectar y evaluar el flujo de impacto de meteoroides en el espacio cislunar mediante detectores de polvo y determinar así el tamaño y la distribución espacial de los objetos sólidos de polvo en dicho espacio cislunar.

El 17 de noviembre de 2022, la JAXA informó de que EQUULEUS se había separó correctamente el día anterior y que operaba con normalidad. Así mismo comunicó que el sobrevuelo lunar, que se produjo el 21 de noviembre (según horario de Madrid), se completó según lo previsto y se confirmó que el cubesat estaba en la órbita prevista hacia el segundo punto de Lagrange Tierra-Luna (EML2), siendo este el primer control orbital exitoso del mundo más allá de la órbita baja terrestre utilizando un sistema de propulsión a base de agua. En ese momento pasaba de la operación inicial a la fase de operación normal para alcanzar dicho punto de Lagrange en año y medio, aproximadamente.

La sonda se mantuvo orbitando en el punto L2 lunar llevando a cabo con éxito sus las misiones planificadas hasta que el 18 de mayo de 2023 se perdió la comunicación definitivamente.

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Al años siguiente se lanzó otra misión nipona gubernamental con destino lunar: la sonda SLIM (Smart Lander for Investigating Moon —«Módulo de Aterrizaje Inteligente para la Investigación Lunar»—, además de que slim significa «delgada»), la que sería la primera misión de alunizaje nipona.

El lanzamiento, planificado para 2021, y que hubo de retrasarse en varias ocasiones por diferentes motivos, se llevó a cabo finalmente desde el Centro Espacial de Tanegashima Japón), a la 01:42:11, hora peninsular española, del 7 de septiembre de 2023, empleando un cohete H-2A (que transportaba, además, el telescopio de rayos X, XRISM). XRISM se separó con éxito del vehículo de lanzamiento a los 14 minutos y 9 segundos, y SLIM hizo lo propio aproximadamente 47 minutos y 33 segundos después del lanzamiento.

Este proyecto SLIM de la JAXA buscaba demostrar la tecnología de aterrizaje de alta precisión necesaria para la futura exploración lunar y planetaria con una pequeña sonda. Con esta nave de 2,4 m de alto y 2,7 m de ancho, y un peso de unos 200 kg, se pretendía una precisión en el aterrizaje de al menos 100 m (normalmente la misiones lunares contemplan una zona de aterrizaje probable de centenares o miles de metros). La nave estaba diseñada para emnplear un sistema de aterrizaje horizontal muy novedoso en vez del tradicional aterrizaje vertical, lo cual requiere mucha precisión y un tren de aterrizaje especial que, tras contactar con el suelo, permite que la sonda caiga hasta quedar en posición horizontal sobre la superficie lunar. De esta forma se pretende aterrizar en las pendientes de los cráteres para que los instrumentos puedan analizar el regolito mucho más fácilmente. El aterrizaje de alta precisión es esencial con vistas a la futura exploración científica de la Luna y de otros cuerpos celestes del sistema solar.

SLIM entró en órbita lunar en diciembre de 2023 y fue descendiendo hasta una altura de 15 km, momento en que se producía el inicio de la desaceleración hasta el aterrizaje en la superficie de la Luna, un periodo denominado por el subdirector de proyecto de la misión SLIM, Kushiki Kenji, «20 minutos de terror entumecedores y sin aliento». El lugar designado para el aterrizaje era un punto adyacente al cráter Shioli, de 270 m de ancho, en la región Mare Nectaris de la cara visible de la Luna. Se estima que la zona tiene una inclinación de 6 a 7 grados.

A solo tres metros del suelo la nave encendió sus motores para mantener brevemente su posición y girar 180 grados, de manera que su peso cayera sobre sus patas laterales en vez de sus motores. Según la telemetría que se fue recibiendo, la nave siguió los parámetros esperados hasta que se consideró que se había logrado el aterrizaje suave en el punto estimado. La nave se posaba sobre suelo lunar el 19 de enero de 2024 a las 16:20 (día y hora de Madrid) y se había establecido comunicación con SLIM tras el aterrizaje. La misión había sido un éxito y Japón era, por fin, un miembro (el quinto) del selecto club de países que han logrado llevar una nave a la Luna de forma controlada y el primero en hacerlo con un aterrizaje preciso en una zona muy delimitada.

Sin embargo en el directo de la transmisión de la agencia JAXA se percibía que la alegría no era la esperada para un final feliz. De hecho se anunció que se cortaba la emisión dos horas para dar una rueda de prensa detallada sobre el resultado de la misión. Efectivamente, se había producido un problema serio: los paneles solares no generaban energía, muy posiblemente porque la nave no cayó en la forma adecuada y la orientación no era la correcta por lo que la luz solar no era captada por las placas fotovoltaicas.

Se anunció que SLIM estaba funcionando en modo de bajo consumo con energía de respaldo, pero no podría sobrevivir así más allá de unas horas. Para evitar el agotamiento de las baterías la nave espacial se apagó con una orden desde tierra a las 18:57 (hora de Madrid), con la idea de que, antes de la llegada de la noche lunar, el Sol iluminase los paneles solares y quedase un remanente de energía en las baterías para reactivar los sistemas. Las placas solares quedaron orientadas hacia el oeste, por lo que se aceptó la posibilidad de que se puediese generar energía y recuperar la nave según las condiciones de iluminación solar mejorasen con el tiempo.

Efectivamente, cuando la luz del sol alcanzó las placas solares de SLIM se recargó la batería y a las 04:04 (hora de Madrid) del 29 de junio de 2024, el equipo de la misión logró establecer contacto con la nave. Inmediatamente se reiniciaron las observaciones científicas con MBC, obteniendo las primeras observaciones espectroscópicas de alta resolución de 10 bandas con la cámara multibanda (MBC) a bordo del módulo de aterrizaje, cumpliéndose así el segundo objetivo de la misión (el estudio lunar). Como curiosidad, la agencia apodó a las rocas que aparecen en las imágenes con nombres de razas caninas, para dar una pista sobre el tamaño de cada una de ellas.

A las 14:00 (hora peninsular) el módulo entró en hibernación por la noche lunar (de 14 días terrestres). Aunque SLIM no estaba diseñada para sobrevivir a las duras noches lunares, JAXA informó el 26 de febrero mediante la red social X, que la sonda respondió a un comando enviado desde la Tierra, confirmando «que la nave espacial superó la noche lunar y mantuvo sus capacidades de comunicación». JAXA, en su post indicó que la transmisión se había interrumpido poco después debido a las altas temperaturas en ese momento en la superficie (medio día lunar), por lo que decidieron esperar a que bajasen lo suficiente (en el momento de la comunicación algunos elementos superaban los 100 ºC) para reanudar las operaciones. La agencia mostró su asombro de que los dispositivos hubiesen funcionado con ese rango de temperaturas tan extremo.

En la madrugada del 28 de marzo la cuenta de la red social X de SLIM-JAXA publicaba la noticia de que la noche anterior habían vuelto a recibir respuesta de la nave SLIM, confirmando que había superado inesperadamente la segunda noche lunar, manteniéndose la mayoría de las funciones que sobrevivieron a la primera noche lunar. De forma también sorprendente, la sonda volvió a superar una noche lunar, la tercera, y el equipo pudo tomar una nueva fotografía de la superficie lunar. Según el anuncio de la agencia japonesa, SLIM sseguía manteniendo sus funciones principales, algo que no se esperaba en su diseño. El equipo intentó comunicar nuevamente con la nave a finales de mayo y, de nuevo, desde la noche del 21 de junio hasta la mañana del 27 de junio, pero ya no hubo respuesta (como publicó JAXA, respectivamente, en este post de mayo y en este post de junio), concluyendo que sería improbable retomar el contacto en el futuro.

En cuanto al objetivo clave y principal de la misión (un aterrizaje muy próximo al punto prefijado), el análisis de los datos adquiridos antes de apagar la energía confirmaba que SLIM se había posado sobre el suelo lunar a unos 55 m al este del lugar de aterrizaje original. Por tanto la demostración tecnologica de aterrizaje preciso (con una desviación máxima de 100m) se había conseguido. Incluso con mayor acierto, ya que a 50 m de altitud SLIM se tuvo que desviar para evitar obstáculos, evaluándose el rendimiento preciso del aterrizaje en aproximadamente 10 m o menos (posiblemente entre 3 y 4 m), según datos publicados por la propia agencia espacial en su página web.

La nave transportaba dos róveres lunares llamados LEV (Lunar Excursion Vehicles —«Vehículos de Excursión Lunar»—): LEV-! (de 26 × 40 × 30 cm y 2,1 kg), que se desplaza por medio de saltos, y LEV-2 (de 8 cm y tan solo un cuarto de kilo), desarrollado por JAXA en cooperación con la empresa japones Tomy, Sony y la Universidad de Doshisha, una réplica del transportado por la fallida misión HAKUTO-R, y del que se habla más arriba (ver SORA-Q). Anbos robots se separaron exitosamente, como estaba previsto, justo antes de que SLIM tocase la superficie.

Tras estudiar los datos e imágenes recibidas del la sonda y del robot-bola LEV-2, se supo lo sucedido: la nave había perdido el empuje de uno de los dos motores principales justo en el momento de la maniobra de corrección citada anteriormente, a 50 m de altura, al desprenderse una tobera del mismo. Aún así, la sonda detectó la anomalia en el momento y reaccionó manteniendo la posición horizontal. La velocidad de descenso en el momento del contacto con el suelo era de 1,4 m/s o menos, lo que estaba por debajo del margen planificado, pero otros factores como la velocidad lateral y la colocación estaban fuera del rango estipulado, y ello concluyó con SLIM en una posición distinta a la planeada (el morro de la nave hacia abajo). El problema con el motor está en fase de análisis.

SLIM fue la primera nave nipona en aterrizar con éxito (parcial) en la luna hace XX años, XXX días, XX horas, XX minutos, XX segundos.

Pero no solo la agencia estatal nipona está dedicándose a la conquista de nuestro satélite natural, la empresa privada ispace del país lleva años trabajando en el desarrollo de tecnologías de naves espaciales robóticas para construir módulos de aterrizaje y róveres con el fin de recabar contratos de agencias espaciales e industrias de capital privado. En principio, la idea de la empresa era fabricar un róver lunar, pero con el pasar de los años y tras varias circunstancias, el agosto de 2019 decidió cambiar de planes y anunció una misión completamente diferente de su anterior programa lunar, creando el programa HAKUTO-R (R es de reboot, «reinicio»), con varias fases.

La primera misión de este programa fue HAKUTO-R Mission 1 (M1), un módulo lunar construido en Europa que se lanzó desde Cabo Cañaveral el 11 de diciembre de 2022 a las 08:38 (hora peninsular de España) en un cohete Falcon 9 de SpaceX, que también albergaba la sonda Lunar Flashlight de la NASA. El viaje de la nave japonesa a la Luna fue lento, ya que siguió una trayectoria mucho menos directa que otras misiones pero más eficiente en gasto de combustible y con mayor capacidad de carga.

Finalmente entró en órbita lunar en marzo de 2023 y se mantuvo viajando alrededor de nuestro satélite hasta el 25 de abril de 2023, fecha en la que se pretendía el primer alunizaje de una sonda diseñada y construida con capital privado. Segundos antes del contacto con el suelo la señal se interrumpió, como estaba previsto, pero ya nunca más se recuperó, dándose la nave por perdida.

Parece que durante el aterrizaje, que se iba a producir a las 18:40 hora peninsular, se produjo una pérdida de propulsor en la etapa final del aterrizaje que, tras agotarse, provocó un descenso rápido y un aterrizaje no controlado sobre la superficie lunar. Según el CEO de la misión, el rápido aumento en la velocidad de descenso les impidió adquirir los datos de telemetría de esos últimos momentos.

También transportaba un pequeño vehículo de exploración lunar. El curioso ingenio era el pequeño «róver-bola» japonés LEV-2 (Lunar Excursion Vehicle), conocido como SORA-Q (sora significa «cielo» en japonés) de JAXA. Era una pequeña esfera que podía abrirse parcialmente para desplegar una cámara. Su desplazamiento estaba planificado mediante el movimiento de las dos mitades de la esfera, a modo de ruedas.

Este vehículo lunar nipón en minitura tenía una masa de solo 250 gramos y un diámetro de 8 centímetros. Para mayor singularidad, en su construcción ha participado la empresa Takara-Tomy, que originalmente fabricaba los juguetes «Transformers».

El aterrizador japonés portaba el pequeño róver Rashid, de Emiratos Árabes Unidos (ver apartado «Misiones de otros países»).

Como curiosidad, parece que HAKUTO-R portaba un disco de música con la canción SORATO de la banda de rock japonesa Sakanaction. La canción se lanzó inicialmente en 2018 como parte de la campaña Team HAKUTO para Google Lunar XPRIZE².

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En Florida, a las a las 07:11 (hora peninsular española) del 15 de enero de 2025, en el mismo lanzamiento del Falcon 9 de SpaceX empleado en la misión Blue Ghost M1 de Firefly— (ver apartado «Misiones CLPS»), se puso en órbita la segunda misión lunar de la compañía ispace: HAKUTO-R Mission 2, llamado Resilience («resiliencia»). El nombre Resilience («resiliencia» en inglés) dado al módulo de aterrizaje lunar, similar al HAKUTO-R M1, fue escogido como señal del «compromiso inquebrantable de ispace de reiniciar y revivir el alunizaje después de la Misión 1», según se lee en la web de la compañía japonesa. Dicho aterrizador pesaba unos 340 kg, en seco, y medía 2,5 m de alto, siendo del mismo tamaño que el de la misión 1.

Tras desplegarse con éxito a las 08:44:24, inició un largo camino hacia la Luna, con el fin de precisar la mínima energía posible. El 7 de mayo alcanzó la órbita lunar y se fijó el aterrizaje, en Mare Frigoris, para las 21:17 del 5 de junio (hora peninsular de España). Por desgracia, a falta de poco más de un minuto para el contacto la telemetría pasó a una altura negativa y se perdió el contacto con la nave. A la 01:00 del 6 de junio los controladores de la misión determinaron que era improbable que se restableciese la comunicación con el módulo, dando por concluida la misión.

Según los primeros análisis, el telémetro láser utilizado para medir la distancia a la superficie lunar sufrió retrasos en la obtención de mediciones y, como resultado, el módulo de aterrizaje no pudo desacelerar lo suficiente para alcanzar la velocidad requerida para un alunizaje adecuado, dando por hecho que acabó estrellándose contra la superficie lunar. El segundo intento de lograr el primer alunizaje comercial lunar japonés había fracasado.

La misión portaba seis cargas útiles gubernamentales y privadas a la Luna y además un microrróver, llamado Tenacious («tenaz») de la empresa ispace-Europa, en Luxemburgo (ver apartado «Misiones de otros países»).

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