Investigadores de la Universidad Metropolitana de Tokio han utilizado simulaciones para demostrar que un pequeño telescopio de rayos X recién desarrollado podría ayudar a crear un mapa químico de toda la superficie lunar, un paso importante para comprender cómo se formó, cambió y evolucionó la Luna con el tiempo. Porque, seamos sinceros, no vamos a obtener muestras de todos los cráteres en el corto plazo.

Su modelado detallado, que incluyó tanto el detector del telescopio como una misión realista de un satélite en órbita lunar, sugiere que un telescopio podría mapear cinco elementos importantes en aproximadamente dos años. Un conjunto más grande de cinco por cinco detectores podría producir mapas más nítidos y completar el trabajo más rápidamente. Por qué hacer en dos años lo que podrías hacer en uno con 25 telescopios?

La historia geológica de la Luna aún no se comprende completamente, en gran parte porque los científicos aún no tienen un mapa geoquímico completo de la superficie lunar. Dado que los investigadores no pueden simplemente recolectar muestras de cada parte de la Luna (logística, ya sabes), deben confiar en métodos de detección remota como la imagen de fluorescencia de rayos X. Los detectores apuntan a la Luna para capturar rayos X emitidos por elementos específicos después de ser golpeados por la radiación solar, revelando qué elementos están presentes en diferentes regiones.

Observaciones anteriores de las misiones Apolo y Chandrayaan produjeron mapas parciales útiles, pero un mapa global completo sigue siendo esquivo. Las misiones tienen tiempo limitado para recoger suficientes señales de rayos X impulsadas por la luz solar, y los detectores pueden degradarse durante largos períodos en el espacio. El problema es especialmente agudo cerca de los polos lunares, donde los rayos X solares son más débiles.

Para abordar estos obstáculos, un equipo liderado por Airi Toida y el Prof. Yuichiro Ezoe propuso usar un telescopio de rayos X compacto en un satélite en órbita lunar. El telescopio, originalmente diseñado para estudiar la magnetosfera terrestre, pesa menos de diez kilogramos, lo suficientemente pequeño como para ser práctico para observaciones satelitales lunares a largo plazo. Los telescopios de rayos X tradicionales suelen ser demasiado grandes y pesados para este tipo de misión. El detector también ha sido probado en condiciones de radiación mucho más severas que las esperadas en la órbita lunar.

Luego, los investigadores agregaron las especificaciones del telescopio en una simulación numérica para probar si una misión satelital podría mapear con éxito la Luna. Suponiendo 300 llamaradas solares por año y un solo telescopio a bordo de un satélite en órbita lunar, la simulación mostró que toda la superficie lunar podría ser mapeada para cinco elementos (oxígeno, hierro, magnesio, aluminio, silicio) en dos años, utilizando un tamaño de cuadrícula de 70 x 70 kilómetros.

Debido a que el telescopio es tan compacto, el equipo también examinó un satélite que lleva un conjunto de cinco por cinco telescopios. Según las simulaciones, este sistema de 25 telescopios podría reducir el tiempo de la misión a un año. Con dos años de operación, también podría mapear sodio, mientras mejora el tamaño de la cuadrícula a 30 x 30 kilómetros.

Si alguno de los conceptos de misión se convierte en realidad, produciría el primer mapa completo de abundancia elemental en toda la Luna, dando a los científicos una poderosa nueva herramienta para estudiar la geología lunar y reconstruir la larga y compleja historia de la Luna. Este trabajo fue apoyado por la subvención JSPS KAKENHI Número 21H04972. Material proporcionado por la Universidad Metropolitana de Tokio.