Medir la temperatura de la Luna con cera de abeja, nuevo reto de la comunidad científica

A veces, la exploración espacial no sale según lo previsto, pero incluso en el fracaso hay semillas de progreso. Rashid-1 es el nombre de un rover de los Emiratos Árabes que fue transportado a la Luna con tecnologías de vanguardia. Entre ellas, una ideada para medir la temperatura en la superficie del satélite terrestre con cera de abejas y otra que perseguía capturar muestras de regolito (capa de materiales sueltos y no consolidados, como polvo, arena o fragmentos de roca, que cubre la superficie de un cuerpo celeste) sin consumir ni un solo vatio de energía.

Aunque la misión no completó el alunizaje, el trabajo detrás de estos dispositivos representa un avance significativo hacia instrumentos científicos más accesibles, sostenibles y de bajo coste para futuras misiones planetarias. Así se destaca en un informe que los ingenieros responsables de estas tecnologías, del Grupo de Investigación Espacial del MIT Media Lab, han publicado en ‘Space Science Reviews’.

¿Qué pasó con la misión? Tras un viaje de varios meses, el 25 de abril de 2023, a escasos instantes del aterrizaje en el cráter Atlas, los sensores de altitud del lander Hakuto-R Mission interpretaron erróneamente que ya habían tocado suelo lunar y apagaron los motores a cinco kilómetros de la superficie. La comunicación se perdió para siempre.

Ingeniería creativa

Entre las ruedas del rover había dos sensores pasivos, ligeros y de bajo costo: no superaban los 5 milímetros de espesor y los 50 gramos de masa, y que carecían de alimentación eléctrica y de partes móviles. Dos auténticos logros de la ingeniería creativa.

El primero, llamado Muestreador Pasivo de Regolito (PRS) consistía en una bandeja de aluminio cubierta por una placa perforada con agujeros de diámetros y separaciones variables. La idea resultaba tan directa como ingeniosa: cada vez que la rueda girara, el dispositivo se presionaría contra el suelo lunar, permitiendo que pequeñas cantidades de regolito penetraran por los orificios y quedaran retenidas por pura cohesión del material.

El segundo sensor, el Termómetro Pasivo de Cera (PWT), explotaba una propiedad química de los alcanos: sus puntos de fusión varían según el número de átomos de carbono en su cadena. Los alcanos normales con entre 17 y 40 carbonos, conocidos como ceras de parafina, pasan de sólidos translúcidos a líquidos transparentes en rangos de temperatura específicos y predecibles.

Diseños sostenibles y equitativos

El PWT albergaba diez cápsulas de 4,8 milímetros de diámetro, cada una con una cera diferente sellada bajo una ventana de zafiro para protegerla del ambiente lunar. Las muestras seleccionadas cubrían un rango desde los 9°C hasta los 87,5 °C, con espaciamientos de aproximadamente diez grados para evitar solapamientos.

Aquí residía la parte más curiosa del experimento: entre esas ceras especializadas, los ingenieros del MIT incluyeron dos muestras de cera de abeja natural, donada por apicultores artesanales de Bermudas, y una de cera de vela comercial. La elección respondía al compromiso del grupo con diseños sostenibles y equitativos, pero también demostraba una filosofía pragmática: si un sensor puede funcionar con materiales accesibles y baratos, cualquier nación emergente en el sector espacial podría replicarlo.

La lógica de operación resultaba elegantemente simple. La cámara del mástil del rover fotografiaría las cápsulas periódicamente; según la opacidad de cada muestra, el equipo deduciría si estaba sólida o líquida, y por tanto si la temperatura local era inferior o superior a su punto de fusión. Con diez muestras, se obtendría un perfil térmico del entorno.

Intentos fallidos

Los investigadores habían concluido que el momento ideal para probar el PWT sería durante el eclipse solar del 5 de mayo de 2023, cuando la Tierra pasaría frente al Sol. Las simulaciones térmicas predijeron que la temperatura superficial caería desde los 42°C hasta mínimos de -40°C en dos horas.

Pero todo eso quedó en un mero plan. Los ingenieros solo pudieron poner a prueba sus creaciones en laboratorio, y los resultados revelaron qué lejos puede estar la simplicidad teórica de la realidad práctica. En las pruebas iniciales, el equipo presionó manualmente prototipos del PRS contra materiales que simulaban regolito lunar, aplicando una fuerza que imitaba el peso del rover.

La conclusión fue clara: presionar con la mano no reproduce los mecánicos complejos de una rueda rodando sobre terreno. La interacción dinámica, la vibración, el corte del suelo por los 'grousers' (protuberancias o 'garras' en las orugas de maquinaria pesada)… todo eso importa.

A pesar del fracaso de la misión, la publicación de este trabajo cumple una función esencial. Como explican los autores, compartir el aprendizaje de intentos fallidos permite que otros equipos reproduzcan, mejoren y eventualmente tengan éxito donde ellos no pudieron.

Acto de ‘generosidad científica’

Es, en cierto modo, un acto de ‘generosidad científica’: documentar las complicaciones ocultas detrás de un concepto que parece simple, para que el siguiente que lo intente no tenga que redescubrir, por ejemplo, qué tamaño de agujero funciona mejor.

La relevancia de estos sensores pasa por la ‘democratización’ de la exploración espacial. Con un coste irrisorio y un peso mínimo, cualquier misión futura, ya sea de una agencia espacial tradicional o de un país emergente, podría incorporar variantes del PRS o el PWT para obtener datos valiosos sobre el regolito local o las fluctuaciones térmicas sin comprometer su presupuesto energético.

El hecho de que funcionen sin electricidad y de que sean tan simples las hace particularmente atractivas para operaciones en la región polar lunar, donde las sombras perpetuas dificultan la generación de energía solar. El equipo del MIT ya diseña nuevas versiones mejoradas de los sensores.