Por Paul Gorman
La Dra. Beatrice Jones, astrofísica australiana, está modelando los depósitos de hielo de agua en el subsuelo lunar de cara a las misiones tripuladas previstas desde la Luna hacia Marte en la segunda mitad del siglo.
En el Congreso Internacional de Astronáutica celebrado en octubre en la ciudad de Sídney, Jones presentó los resultados obtenidos mediante el uso de Leapfrog y Oasis montaj de Seequent para construir modelos cuatridimensionales de los recursos de hielo de agua lunar descubiertos hace 16 años.
Su trabajo se encuentra en una etapa exploratoria temprana y se basa en el modelado de datos existentes.
El agua lunar es fundamental para los viajes a Marte, ya que es probable que las naves espaciales se abastezcan con hidrógeno y oxígeno obtenidos a partir de la separación del hielo de agua lunar extraído.
Este recurso también será clave para la producción de oxígeno destinado al soporte vital y para el suministro de agua potable a los astronautas, lo que contribuiría a establecer un punto de escala sostenible en la Luna entre 2040 y 2045.
“El agua es el petróleo del espacio”, afirma.
Desarrollo de modelos 3D para evaluar escenarios posibles
La Luna no presenta cuerpos visibles de agua líquida. Sin embargo, las exploraciones realizadas desde la década de 2000 han revelado la presencia de hielo de agua en las regiones polares.
En enero, Jones creó Wonderspace para aplicar su experiencia en exploración de frontera, evolución de cuencas y modelado de fluidos a la resolución de desafíos vinculados con el almacenamiento de carbono, el hidrógeno natural y la energía geotérmica.
La cuantificación del hielo de agua lunar ocupa la mayor parte de su tiempo, y está motivada por influir en la adquisición de datos del subsuelo del regolito con el fin de avanzar en su investigación y acercarse a la extracción de agua en la Luna.
Su foco se centra en un área de 250 km² próxima al polo sur lunar, donde los cráteres Shoemaker, Faustini y Haworth muestran una alta indicación de hidrógeno equivalente al agua, según datos de espectroscopía de neutrones.
“Necesitamos saber dónde se encuentra el punto óptimo, con las concentraciones más altas. Sabemos que hay moléculas de hidrógeno y podemos suponer que se trata de agua, dado que esto ha sido validado con instrumentos de telescopios infrarrojos y de espectroscopía”, explica.
Solo una sonda de un metro de profundidad —del robot Blue Ghost de Firefly Aerospace, que aterrizó en marzo de este año— ha aportado datos recientes, aunque aún limitados, sobre la profundidad. El resto de los datos con los que trabaja Jones representan únicamente la superficie o apenas unos centímetros por debajo.
En el reciente congreso celebrado en Sídney, Jones se reunió con empresas globales y expertos del sector espacial, y los alentó a adquirir más datos del subsuelo, así como a focalizarse en las zonas donde considera que existen mayores probabilidades de descubrir agua.
“Considero que, a medida que modelemos los datos disponibles y, con el tiempo, realicemos más sondeos, nos llevaremos la grata sorpresa del encontrar agua a mayor profundidad, congelada en capas estratigráficas.
“La superficie de la Luna tiene miles de millones de años y, aunque se ve alterada por impactos de meteoritos, al analizar la morfología de los cráteres mediante datos gravitacionales y sísmicos creemos que existe un regolito estratificado, y sospecho que también contendrá agua a unos 10 metros de profundidad y en cantidades significativas”.
Jones cursó la licenciatura en astrofísica en la Universidad Victoria de Wellington y completó su doctorado en GNS Science, hoy integrado en Earth Sciences New Zealand.
Integración de datos multidisciplinarios
Su interés por el espacio se despertó a partir de la inspiración de la física y química polaca Marie Curie, junto con la neozelandesa Beatrice Tinsley, la primera mujer profesora de astronomía en la Universidad de Yale, y el ganador del premio Nobel Ernest Rutherford.
“Me han fascinado la ciencia y la astronomía desde que tengo memoria, y disfruto ser astrónoma aficionada. Siempre me cautivaron los primeros científicos e incluso la historia del telescopio, que se remonta al siglo XVII”.
Jones cuenta que, cuando comenzó este trabajo en enero, necesitaba un software capaz de abordar las particularidades del entorno lunar.
“Había escuchado que Leapfrog era una herramienta de modelado que abarcaba desde la superficie hasta el subsuelo, así que pensé que sería perfecta. También había oído que Leapfrog era muy intuitivo, con una interfaz de usuario diseñada según la forma de pensar de los geocientíficos».
“Ya tengo algunos modelos preliminares interesantes: un modelo geológico y un modelo geoestadístico. Con Leapfrog puedo construir las capas de regolito que creo que existen, con base en la literatura científica, y analizar la variación composicional en profundidad en las zonas con mayor probabilidad de presencia de agua».
“Con la profundidad se producen cambios en la densidad del regolito, la temperatura y otras condiciones de enterramiento. Por eso, con Leapfrog puedo utilizar herramientas geoestadísticas para interpolar los datos superficiales y generar una función de profundidad que permita predecir el comportamiento del regolito en niveles más profundos. Ese es otro gran punto a favor: la posibilidad de probar distintos algoritmos de modelado geoestadístico dentro de las capas”.
Jones señala que, a medida que la Luna se vuelve más accesible, hay personas en la Tierra que se entrenan para viajar a Marte con un “pasaje de ida”.
“No para visitar, sino para quedarse, como en la Estación Espacial Internacional”.
¿Le gustaría ir a la Luna o a algún otro lugar del espacio?
“¡Sí! Sería fantástico, especialmente por la oportunidad de salir de nuestro planeta y contemplarlo desde afuera”.
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La Dra. Beatrice Jones, una astrofísica australiana, está modelando los depósitos de hielo de agua en el subsuelo lunar de cara a las misiones tripuladas previstas desde la Luna hacia Marte
Investigadores de todo el mundo están ampliando el conocimiento del subsuelo mediante el uso del software de Seequent. Hay licencias disponibles tanto para quienes realizan investigaciones detalladas del subsuelo como para la enseñanza y el aprendizaje de las geociencias en el ámbito académico.