LCROSS

LCROSS fue una nave espacial robótica lanzada por la NASA en junio de 2009 como una misión de bajo costo para detectar hielo de agua y otros volátiles en cráteres lunares permanentemente sombreados. La nave espacial constaba de dos componentes: la etapa superior Centaur de un cohete Atlas V y una nave espacial Shepherd más pequeña que transportaba instrumentos. El 9 de octubre de 2009, el Centaur impactó el cráter Cabeus cerca del polo sur lunar a aproximadamente 2,5 kilómetros por segundo, seguido segundos después por la nave espacial Shepherd. Los impactos crearon columnas de escombros que fueron analizadas por instrumentos a bordo del Shepherd antes de que este también chocara contra la superficie.

El objetivo principal de la misión era confirmar la presencia de hielo de agua en el regolito lunar, que había sido detectado indirectamente por espectroscopia orbital pero nunca confirmado mediante muestreo directo o análisis de impacto. El impacto del Centaur liberó aproximadamente 350 toneladas métricas de material a la delgada atmósfera lunar, creando una columna de escombros visible para los telescopios terrestres y para los instrumentos a bordo del Lunar Reconnaissance Orbiter. Los datos espectroscópicos recopilados durante el evento de impacto revelaron firmas de hidroxilo y vapor de agua en el material eyectado, proporcionando una prueba definitiva de hielo de agua subsuperficial en ciertas regiones lunares.

Ejecución técnica y resultados

LCROSS fue notable por la reutilización de su infraestructura: la propia etapa Centaur se convirtió en el impactador principal en lugar de ser desechada después del despliegue de la carga útil, lo que redujo el costo de la misión al tiempo que maximizaba la energía del impacto. La nave espacial Shepherd llevaba cámaras de luz visible, espectrómetros infrarrojos y sensores ultravioleta para caracterizar la columna de impacto durante los aproximadamente 60 segundos entre el impacto del Centaur y la propia colisión del Shepherd con la superficie. La transmisión de datos a la Tierra continuó hasta el impacto, con la nave espacial descendiendo a través de la columna de escombros para recopilar mediciones in situ.

La misión confirmó que las concentraciones de hielo de agua en ciertos cráteres permanentemente sombreados superaban las estimaciones anteriores, con algunas regiones que contenían entre un 5 y un 10 por ciento de hielo de agua en masa mezclado con regolito. Este hallazgo tuvo implicaciones significativas para la futura exploración lunar y la planificación de la utilización de recursos, ya que los depósitos de hielo podrían servir como fuentes de agua para los sistemas de soporte vital y como materia prima para el propulsor de cohetes mediante electrólisis. El propio cráter de impacto Cabeus siguió siendo de interés para los científicos lunares debido a su frío extremo y sombra permanente, que conserva compuestos volátiles durante miles de millones de años.

LCROSS operó bajo estrictas limitaciones presupuestarias típicas del Programa Discovery de la NASA, con un costo de misión de aproximadamente 79 millones de dólares. La nave espacial fue controlada desde las operaciones de la misión en el Centro de Investigación Ames de la NASA. Si bien se cumplieron los objetivos científicos principales, el objetivo secundario de la misión de obtener imágenes del impacto con el Telescopio Espacial Hubble resultó desafiante debido a la coordinación de tiempos y la geometría de observación, lo que limitó la recopilación de datos adicionales de las instalaciones espaciales.