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Jun 25, 2023

Chandrayaan

El módulo de aterrizaje lunar Chandrayaan-3 de la Organización de Investigación Espacial de la India (ISRO) se lanzó desde la segunda plataforma de lanzamiento en el Centro Espacial Satish Dhawan en Sriharikota, India. Esta será la segunda vez que la India

El módulo de aterrizaje lunar Chandrayaan-3 de la Organización de Investigación Espacial de la India (ISRO) se lanzó desde la segunda plataforma de lanzamiento en el Centro Espacial Satish Dhawan en Sriharikota, India. Este será el segundo intento de la India de realizar con éxito un alunizaje después de que el módulo de aterrizaje Chandrayaan-2 fallara durante su descenso.

El cohete Launch Vehicle Mark 3 (LVM3) despegó el viernes 14 de julio a las 09:05 UTC (2:35 p. m. hora local). El LVM3 es el lanzador de elevación media de la India, capaz de volar cargas útiles más pesadas que los otros cohetes que ha desarrollado ISRO.

Chandrayaan-2, lanzado en 2019, se encuentra entre las cargas útiles que el LVM3 de 43,5 metros de altura ha volado en su carrera. El cohete que voló el Chandrayaan-3 fue el LVM3-M4, y fue el séptimo lanzamiento de LVM3 desde el primer vuelo del cohete a finales de 2014. Además, este fue el segundo lanzamiento de LVM3 y el quinto vuelo en general para ISRO en 2023.

El LVM3 voló en una trayectoria con un azimut de 107 grados desde Sriharikota, que se encuentra en la Bahía de Bengala, en el sureste de la India. El cohete encendió sus motores de cohete sólido S200 en T0 y despegó de la plataforma mediante el empuje de estos propulsores sólidos. La etapa central L110, con dos motores Vikas que utilizan propulsores hipergólicos, se enciende a los 108,10 segundos de vuelo.

A los 127 segundos de vuelo, los propulsores de cohetes sólidos se desechan y la etapa central L110, la etapa superior y la carga útil continuaron su camino hacia la órbita. El carenado de cinco metros fue desechado a los 194,96 segundos de vuelo y el L110 ardió hasta T+305,56 segundos. La etapa superior criogénica C25, que utiliza oxígeno líquido e hidrógeno líquido como propulsores, completó el viaje a la órbita.

El motor del C25 se apagó en T+954,42 segundos, y el módulo integrado Chandrayaan-3 (el módulo de aterrizaje y el módulo de propulsión unidos) se separó en T+969,42 segundos.

El perfil de la misión Chandrayaan-3. (Crédito: ISRO)

Chandrayaan-3 fue lanzado a una órbita de estacionamiento elíptica de aproximadamente 170 por 36.500 kilómetros con una inclinación de 21,3 grados alrededor de la Tierra. Desde allí, la nave espacial utiliza una trayectoria de bajo consumo de combustible para llegar a la Luna. Esta trayectoria implica una órbita alrededor de la Tierra que aumenta gradualmente su apogeo durante unos 17 días hasta que la nave espacial realiza una inyección translunar.

Se espera que Chandrayaan-3 alcance la órbita lunar el 5 de agosto con un lanzamiento a tiempo. Una vez en órbita, la nave espacial reducirá gradualmente su apogeo orbital hasta que entre en una órbita lunar circular de 100 kilómetros. Este proceso tardará poco menos de tres semanas en realizarse.

El módulo de aterrizaje y propulsión Chandrayaan-3 se apilan juntos para el vuelo. (Crédito: ISRO)

La misión Chandrayaan-3 incluye un módulo de aterrizaje y un rover, pero no un orbitador como Chandrayaan-2. La nave espacial consta del módulo de aterrizaje Vikram de 1.726 kilogramos, el rover Pragyan de 26 kilogramos y el módulo de propulsión de 2.148 kilogramos.

El módulo de propulsión, equipado con un panel solar que genera 758 vatios para un motor líquido hipergólico de 440 Newton, no sólo puede llevar la misión a la Luna sino que también puede transmitir las comunicaciones desde el módulo de aterrizaje a la Tierra mientras se encuentra en órbita lunar. El módulo utiliza una antena de telemetría, seguimiento y comando de banda S para comunicarse con la Tierra y está diseñado para una misión de tres a seis meses.

Está previsto que el módulo de aterrizaje Vikram, con el rover Pragyan a bordo, se separe del módulo de propulsión y aterrice en la superficie lunar el 23 de agosto. El lugar de aterrizaje objetivo se encuentra en la región polar sur de la Luna, cerca de 69,37 de latitud sur y 32,35 de longitud este. . La región del polo sur ha recibido un gran interés debido al hielo de agua en los cráteres permanentemente en sombra, y Artemis III está programado para aterrizar en un lugar dentro de la región.

Dos vistas del Módulo Integrado, que llevará el módulo de aterrizaje, el rover y el Módulo de Propulsión como una unidad a la Luna. (Crédito: ISRO)

Después de que Vikram se separe del módulo de propulsión, utilizará sus cuatro motores para salir de órbita y aterrizar en la superficie. Este módulo de aterrizaje tendrá cuatro motores, a diferencia de los cinco del Vikram para el aterrizaje fallido del Chandrayaan-2, y estará equipado con un velocímetro láser Doppler (LDV) para ayudar a realizar un aterrizaje exitoso.

Además del LDV, el módulo de aterrizaje del Chandrayaan-3 está equipado con altímetros láser y de banda Ka, un acelerómetro, sensores estelares, un inclinómetro, un sensor de aterrizaje y cámaras para evitar peligros que se utilizarán durante el proceso de aterrizaje. Los cuatro motores, que utilizan propulsor hipergólico, generan 800 Newtons de empuje cada uno. Después del fracaso del Chandrayaan-2, las patas de aterrizaje recibieron refuerzo adicional.

El Lunar Reconnaissance Orbiter tomó imágenes del lugar del accidente de Chandrayaan-2 desde la órbita. (Crédito: NASA/Goddard/Universidad Estatal de Arizona)

El intento de aterrizaje del Chandrayaan-2 en septiembre de 2019 fracasó debido a un problema de software. Se necesitaba un nuevo software después de que se agregó un quinto motor al módulo de aterrizaje, y existen dudas en torno a las pruebas de ese software. El módulo de aterrizaje golpeó la superficie de la Luna a una velocidad mucho mayor de la que permitía un aterrizaje seguro.

Una vez que el módulo de aterrizaje Chandrayaan-3 Vikram aterrice, suponiendo que todo vaya bien, India se habrá convertido en la cuarta nación en realizar con éxito un alunizaje robótico en la Luna, después de la Unión Soviética, Estados Unidos y China.

India, Japón e Israel han intentado, en los últimos años, aterrizajes que terminaron en fracaso, mientras que la Federación Rusa, que heredó la mayor parte de la infraestructura del programa soviético, tiene previsto realizar la misión de aterrizaje Luna 25 en agosto. Los módulos de aterrizaje Chandrayaan-2, HAKUTO-R y Beresheet han demostrado las dificultades y los peligros que pueden surgir durante los alunizajes.

Los instrumentos científicos a bordo del módulo de aterrizaje y el rover Chandrayaan-3. (Crédito: ISRO)

El módulo de aterrizaje Vikram, que mide 200 por 200 por 116,6 centímetros, cuenta con cuatro instrumentos científicos. El Experimento Termofísico de la Superficie del Chandra medirá las propiedades térmicas de la superficie lunar, mientras que el Instrumento para la Actividad Sísmica Lunar monitorea la actividad sísmica cerca del lugar de aterrizaje.

La Radio Anatomía de la Ionosfera y la Atmósfera Hipersensibles ligadas a la Luna (RAMBHA) es una sonda Langmuir destinada a estudiar el entorno de gas y plasma en la Luna, y la NASA ha proporcionado una matriz de retrorreflectores láser pasivos para mediciones precisas de la distancia entre la Luna y la Tierra. Se han utilizado reflectores similares en otras misiones, incluidos los alunizajes tripulados por el Apolo.

Estos instrumentos utilizarán la energía de los paneles solares laterales antes mencionados, que generan un total de 738 vatios. Es más, el módulo de aterrizaje utilizará una antena de banda X para comunicar los resultados del experimento y el estado de la nave espacial a la Tierra, con el Módulo de Propulsión en órbita sirviendo como retransmisión y el orbitador Chandrayaan-2 como opción de respaldo.

Ilustración que muestra el rover Pragyan y sus componentes. (Crédito: ISRO)

El rover Pragyan, que mide 91,7 por 75 por 39,7 centímetros, llevará un espectrómetro de rayos X de partículas alfa (APXS) y un espectroscopio de descomposición inducida por láser. Estos experimentos estarán impulsados ​​por un panel solar que generará 50 vatios de potencia, y el rover se comunicará con el módulo de aterrizaje Vikram mediante antenas Rx/Tx. El rover utilizará seis ruedas en un conjunto de tracción de ruedas basculantes.

El APXS se ha utilizado en otras naves espaciales en el pasado, incluido el rover Sojourner, el primer rover con ruedas en Marte. El rover Pragyan también utilizará un chasis rectangular y, en general, se parecerá al Sojourner, con la excepción del panel solar que se mueve hacia un lado. Pragyan será un pionero para futuros rovers, al igual que lo fue Sojourner, y este será el segundo intento de la India de llevar un rover a la superficie lunar. Un rover Pragyan idéntico fue destruido durante el fracaso del aterrizaje del Chandrayaan-2.

Impresión artística de Chandrayaan-3 en la superficie lunar. (Crédito: ISRO)

Está previsto que la misión dure 14 días terrestres, lo que equivale a un día lunar completo. Durante este tiempo, Pragyan tiene como objetivo recorrer 500 metros y Vikram utilizaría sus instrumentos para estudiar el entorno lunar local. El Módulo de Propulsión no sólo transmitirá las comunicaciones de Vikram sino que también utilizará su propio instrumento científico, la Espectropolarimetría del Planeta Habitable Tierra, para estudiar la Tierra desde la órbita lunar.

La misión Chandrayaan-3 se convertirá en la primera misión en aterrizar en la región del polo sur de la Luna si aterriza con éxito antes de Luna 25, que también se espera que aterrice en la región del polo sur. El programa de Servicios de Carga Lunar Comercial de la NASA también está financiando futuros módulos de aterrizaje robóticos en la región del polo sur mientras las agencias espaciales del mundo investigan los posibles aterrizajes y bases que los suministros de hielo de agua de la región permitirían en el futuro.

(Imagen principal: Chandrayaan-3 y su lanzamiento LVM3. Crédito: ISRO)