Misión de exploración polar lunar

La Misión de Exploración Lunar Polar ( LUPEX ) ^{[ 7 ]} (también llamada Chandrayaan-5 ) ^{[ 8 ]} es una misión lunar conjunta planificada por ISRO y JAXA . ^{[ 9 ] [ 10 ]} La misión enviaría un módulo de aterrizaje lunar no tripulado y un rover para explorar la región del polo sur de la Luna no antes de 2028. ^{[ 5 ] [ 6 ]} Se prevé explorar las regiones permanentemente en sombra y determinar la cantidad y calidad del agua en la Luna. ^{[ 11 ]} JAXA proporcionará el vehículo de lanzamiento H3 , el rover lunar de 350 kg junto con los instrumentos e ISRO proporcionará el módulo de aterrizaje y algunos instrumentos del rover. ^{[ 12 ] [ 13 ] [ 8 ]}

LUPEX seguirá a la misión planificada de retorno de muestras lunares Chandrayaan-4 . ^{[ 5 ]}

La misión de Exploración Polar Lunar demostraría nuevas tecnologías de exploración de superficie relacionadas con el transporte vehicular y la supervivencia nocturna lunar para la exploración lunar sostenible en regiones polares. ^{[ 35 ] [ 13 ]} Para el aterrizaje de precisión utilizaría un algoritmo de coincidencia de características y equipo de navegación derivado de la misión Smart Lander for Investigating Moon (SLIM) de JAXA. ^{[ 3 ] [ 36 ]} La capacidad de carga útil del módulo de aterrizaje sería de 350 kg (770 lb) como mínimo. ^{[ 4 ] [ 37 ] [ 38 ]} El rover llevaría múltiples instrumentos de JAXA e ISRO incluyendo un taladro para recolectar muestras subsuperficiales de 1,5 m (4 pies 11 pulgadas) de profundidad. ^{[ 39 ] [ 37 ]} La prospección y el análisis de agua también son probables objetivos de la misión. ^{[ 12 ] [ 40 ]} El objetivo general de las misiones será estudiar los materiales volátiles lunares, incluyendo el agua lunar, en las proximidades de una Región Permanentemente Sombreada en el polo sur lunar. ^{[ 25 ]} Se espera que la misión dure más de 100 días en la luna. ^{[ 41 ]}     

El espectrómetro de masas exosférico de banda L (EMS-L) de la misión PROSPECT de la Agencia Espacial Europea estaba originalmente planeado para volar como carga útil en la misión rusa Luna 27 , ^{[ 42 ] [ 43 ]} sin embargo, el EMS-L ahora volará en esta misión debido a que la continuidad de la colaboración internacional se ha visto comprometida por la invasión rusa de Ucrania en 2022 y las sanciones relacionadas contra Rusia. ^{[ 44 ] [ 45 ]} Podrían solicitarse propuestas de carga útil de otras agencias espaciales. ^{[ 9 ] [ 36 ]}

El módulo de aterrizaje ha sido completamente rediseñado por ISRO, lo que requirió el desarrollo de un nuevo motor. ISRO utilizará este mismo motor en futuras misiones tripuladas de alunizaje. La misión LUPEX probará este motor, desarrollado por el Centro de Sistemas de Propulsión Líquida (LPSC). El rover ahora pesa 350 kg, mientras que el módulo de aterrizaje es más pesado (en comparación con el diseño original). El rover está montado externamente, ya que es pesado y no puede transportarse dentro del módulo de aterrizaje como en Chandrayaan-3. Se ha diseñado un sistema similar a una grúa aérea para desplegarlo en la superficie lunar. ^{[ 23 ]}

Uno de los principales desafíos que se avecinan es elegir un lugar de aterrizaje específico, según Inoue Hiroka, investigador del Equipo del Proyecto de Exploración Polar Lunar del Centro de Exploración Espacial de JAXA. El plan es aterrizar en la zona polar sur de la Luna, ya que se cree que tiene una alta probabilidad de contener agua. Sin embargo, no hay muchos lugares llanos en esta zona que sean perfectos para el aterrizaje y que garanticen una iluminación y comunicación adecuadas. El equipo tiene la intención de hacer público su lugar de aterrizaje tan pronto como determinen el lugar ideal, ya que otras naciones podrían seleccionar la misma zona. ^{[ 46 ]}

Algunos instrumentos japoneses seleccionados junto con los instrumentos candidatos de ISRO y ESA y los colaboradores internacionales invitados por JAXA. ^{[ 21 ] [ 47 ] [ 48 ]}

• Analizador de agua para investigación de recursos (REIWA): Paquete de instrumentos compuesto por cuatro instrumentos.
  • Analizador Termogravimétrico Lunar (LTGA): Análisis termogravimétrico de las muestras perforadas para determinar su contenido de agua. (JAXA)
  • TRIPLE-reflection reflectTrON (TRITON) : Identificación de especies químicas del componente volátil en muestras perforadas mediante espectrometría de masas. (JAXA)
  • Detector acuático mediante resonancia óptica (ADORE): Medición del contenido de agua en muestras perforadas basada en espectrometría de decaimiento de cavidad. (JAXA)
  • Paquete de análisis de muestras de ISRO (ISAP): Medición mineralógica y elemental de las muestras perforadas. (ISRO)
• Investigación de la permitividad y termofísica para la sonda acuática lunar (PRATHIMA) : ^{[ 49 ]} Para la detección y cuantificación in situ de hielo de agua mezclado con regolito lunar. La carga útil consiste en una sonda multipropósito que se desplegará a unos 20-30 cm de profundidad en la superficie lunar para explorar y cuantificar la presencia de hielo de agua. ( PRL /ISRO)
• Radar de penetración superficial para exploración acuática (WaSSPeR): Observación de radar subterráneo hasta 1,5 metros durante el recorrido del rover. (ISRO) ^{[ 50 ]}
• Espectrómetro de infrarrojo medio (MIR): Para detectar la presencia de agua y radicales OH en la superficie. (ISRO)
• Espectrómetro avanzado de imágenes lunares (ALIS): espectrómetro de imágenes de infrarrojo cercano para H₂ Observación de O/OH de la superficie y del regolito perforado.(JAXA) ^{[ 51 ]}
• Espectrómetro de neutrones (NS): Observación subterránea de neutrones (hidrógeno) hasta un metro de profundidad durante el recorrido del rover. (NASA)
• Espectrómetro de masas de exploración para LUPEX (EMS-L) : Instrumento para la medición de la presión de los gases superficiales, las especies químicas y la temperatura superficial. Es una versión significativamente mejorada del espectrómetro de masas exosférico (EMS) de la ESA, que voló con éxito como componente principal del instrumento PITMS de la NASA/ESA en la misión Astrobotic M1. Los elementos principales del instrumento EMS-L también se encuentran a bordo de la carga útil PROSPECT de la ESA, cuyo lanzamiento estaba previsto inicialmente para la misión Luna 27 , pero que se cambió al módulo de aterrizaje Nova-C de Intuitive Machine tras la invasión rusa de Ucrania . ^{[ 52 ]} (ESA)

• Programa Chandrayaan
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