La cámara óptica hipersensible ShadowCam de la NASA a bordo del orbitador lunar Danuri de Corea del Sur, lanzado en agosto de 2022, ha enviado a la Tierra impresionantes imágenes del sombrío polo sur de la Luna, destino de futuras misiones tripuladas.

Desarrollada por Malin Space Science Systems y la Universidad Estatal de Arizona (ASU), ShadowCam es significativamente más sensible a la luz que las cámaras lunares comparables. Adquiere imágenes de alta resolución de regiones permanentemente sombreadas, que nunca reciben luz solar directa, al servicio de la ciencia y la planificación de exploración para las misiones Artemis y misiones robóticas.

Desde que Danuri entró en órbita lunar en diciembre pasado, ShadowCam ha estado capturando imágenes de forma rutinaria de las regiones lunares del Polo Norte y Sur. A continuación se destacan algunas imágenes destacadas hasta el momento y lo que revelan.

Una de las primeras imágenes de ShadowCam desde la órbita lunar, representada arriba con más detalle que nunca, es la pared y el suelo permanentemente sombreados del cráter Shackleton, que se encuentra cerca del Polo Sur. El nivel de detalle de esta imagen es posible gracias a la capacidad de ShadowCam para operar en condiciones de muy poca luz: es 200 veces más sensible que la cámara de ángulo estrecho del Lunar Reconnaissance Orbiter.

La flecha marca la huella de una roca que rodó por la pared del cráter. La observación de estos senderos ayuda a los científicos a caracterizar la forma y la velocidad de la roca y las características del regolito, lo que mejora nuestra comprensión de las propiedades geotécnicas de la Luna.

ShadowCam fue diseñado para ofrecer vistas en áreas sombreadas cerca de los polos. Esta imagen, (arriba) sin embargo, fue tomada bajo la luz de la tierra en la región ecuatorial de la Luna como parte de una prueba de sensibilidad del instrumento. Revela el interior del cráter Bruce y serpentinas brillantes que se formaron a partir del suelo que se deslizó por las paredes del cráter.

ShadowCam capturó esta imagen justo después de la Luna nueva. Durante una Luna nueva, al mismo tiempo que veríamos una delgada luna creciente desde la Tierra, una persona en la Luna vería una Tierra casi llena. Así como una Luna llena puede proporcionar iluminación en la Tierra, una Tierra llena puede proporcionar iluminación en la Luna; esto se conoce como brillo de la Tierra.

Si bien el brillo de la tierra es unas diez veces más tenue que la iluminación disponible en la región promedio permanentemente sombreada por la luz solar reflejada en las características geológicas lunares, ShadowCam aún pudo obtener imágenes de la superficie usando el brillo de la tierra, lo que indica la capacidad del instrumento para ver las áreas más tenues del Polo Sur. .

Dos tipos de iluminación secundaria permiten que ShadowCam capture imágenes en áreas que no reciben luz solar directa. El primero es el brillo de la tierra, que ilumina la superficie de la Luna lejos de los polos con la luz del sol reflejada en la Tierra. La segunda es la iluminación que resulta de la luz solar reflejada en las características geológicas cercanas, como montañas y paredes de cráteres en los polos que se elevan lo suficientemente alto sobre la superficie para reflejar la luz solar directa.

Otra imagen,  (arriba) capturada con este último tipo de iluminación, muestra el borde del cráter Marvin, a unas 16 millas (26 kilómetros) del Polo Sur. Hay una variación de más de 90 grados en la dirección de la iluminación en los pequeños cráteres del borde en comparación con los pequeños cráteres interiores porque la iluminación secundaria emana de un amplio arco en lugar de una fuente de luz puntual.

La imagen a continuación muestra un área más amplia que rodea el cráter Marvin. El área blanca en el lado izquierdo es donde la superficie estaba expuesta a la luz solar directa, la fuente de iluminación secundaria dentro de las áreas sombreadas. ShadowCam se diseñó para funcionar con poca luz, por lo que las áreas iluminadas por el sol están saturadas (indicadas por las áreas blancas).

Aunque ShadowCam se diseñó principalmente para utilizar la iluminación secundaria de las características geológicas lunares para obtener imágenes, esta imagen, que muestra el pico central del cráter Aristarchus (izquierda), se capturó utilizando la luz de la tierra.

ShadowCam no podrá tomar imágenes de los astronautas de Artemis caminando sobre la superficie de la Luna si están expuestos a la luz solar directa porque la potente luz saturaría las imágenes. Esta imagen, sin embargo, muestra que sí podría ser posible usando el brillo de la Tierra, si los astronautas están caminando en el espacio durante la noche lunar.

En la imagen, la sombra proyectada por el pico central de Aristarchus es del brillo terrestre que resultó de que la Tierra estaba a 35 grados sobre el horizonte en ese momento. Se cree que los diferentes tonos en el pico central representan distintos tipos de rocas, informa la NASA.

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