La agencia espacial japonesa, conocida como JAXA, es una de las entidades científicas más importantes del mundo en todo lo relacionado con la exploración extraterrestre. Una de sus últimas misiones ha sido el despliegue de su satélite EQUULEUS que viajó en la misión Artemis —que tiene participación de España— y que ha empleado vapor de agua para llegar a la Luna y más allá.
Tras completar de forma satisfactoria una primera fase de operaciones de verificación de sistemas, la JAXA ejecutó una serie de maniobras de control y corrección orbital alrededor de la Luna empleando el motor de agua, que confirmaron que EQUULEUS se encuentra en la posición correcta. Esta posición tan específica es el punto de Lagrange (EML2), conocido por los astrofísicos como un lugar donde las fuerzas gravitacionales del sistema Tierra-Luna casi se igualan y por ser una de las zonas más estables.
"Este es el primer control de órbita exitoso del mundo más allá de la órbita terrestre baja que utiliza un sistema de propulsión de agua", anunciaba la agencia nipona en un comunicado de prensa. Un hito que abre el camino a más misiones de este tipo.
Misión a vapor
La misión EQUULEUS (EQUilibriuUm Lunar-Earth point 6U Spacecraft) es un nanosatélite formado por 6 unidades de CubeSat, un estándar de fabricación de satélites que emplean cubos para el chasis. Tiene como objetivo medir la distribución del plasma en los alrededores de la Tierra —lo que se conoce como plasmasfera— que ayudará a los científicos a comprender la radiación ambiental en esta región del universo.
Del mismo modo, también realizará técnicas de control de trayectoria orbital de bajo empuje dentro de los puntos de Lagrange en el sistema Tierra - Luna (EML, de sus siglas en inglés). Así intentará demostrar que, a partir del EML, puede transferirse a varias órbitas cercanas terrestres, lunares e interplanetarias. Todo ello con una pequeña cantidad de control orbital a través de la propulsión con vapor de agua.
Satélite EQUULEUS
Toda la misión está siendo monitorizada en las instalaciones de espacio profundo de la agencia japonesa con una antena de 64 metros y otra de 34. Cuenta también con el respaldo de las antenas DSN de la NASA entre las que se encuentra las situadas en Robledo de Chavela (Madrid).
Pero sin duda, uno de los factores que más llama la atención del nanosatélite es su motor de agua. El sistema ha sido bautizado como AQUARIUS y cuenta con 8 propulsores que controlan tanto la orientación como el momento de fuerzas.
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El EQUULEUS despegó con 1,2 kilogramos de agua en su depósito para todo su viaje y el sistema de propulsión ocupa aproximadamente 2,5 unidades, de las 6 que componen el total del satélite. Para generar el vapor emplea el calor residual de los componentes de comunicación a bordo, hasta llegar a los 100 grados en el precalentador.
Los propulsores de vapor de agua producen un total de 4 mN (milinewtons), con un impulso específico de 70 segundos y un consumo energético de 20 vatios. Este sistema de propulsión ya se probó en 2019 en una misión de la JAXA a la Estación Espacial Internacional, donde se envió un nanosatélite con el mismo tipo de motor —solo que más pequeño— para demostrar la tecnología.
Sensores a bordo
Además del motor de agua, dentro del EQUULEUS se encuentran una serie de sistemas y sensores para realizar su misión espacial. El sistema PHOENIX es un pequeño sensor de imagen especializado en la recepción del espectro ultravioleta de alta energía. Una métrica clave para conocer la plasmasfera de la Tierra y cuyo papel del satélite japonés será estudiar la evolución espacial y temporal.
La cámara DELPHINUS está conectada al telescopio integrado dentro de PHOENIX para observar los destellos de los impactos en la Luna y asteroides cercanos a la Tierra, así como posibles minilunas mientras se coloca en el punto de Lagrange. De los datos recogidos con este sensor se extraerán análisis que arrojen luz sobre la evaluación de riesgos para futuras infraestructuras espaciales o para la actividad humana en la superficie lunar.
Distribución de sensores e instrumentos en EQUULEUS
Por último, se encuentra el instrumento CLOTH encargado de detectar y evaluar el flujo de impacto de meteoritos en el espacio cislunar —región cercana a la Luna—. Para ello emplea una serie de detectores de polvo en suspensión montados en el exterior del satélite. El objetivo del CLOTH es determinar el tamaño y la distribución espacial de los objetos sólidos de polvo en esta zona.