¿Sería una buena idea colocar un telescopio de rayos X en la superficie de la Luna?

En comparación con lo que ya tenemos, por ejemplo, el Observatorio de rayos X Chandra que ya tiene la trayectoria orbital un tercio de la distancia de la Tierra a la Luna (apogeo 133 000 km y perigeo 16 000 km, o 83 000 y 9 900 millas respectivamente) , no creo que haya suficiente incentivo para poner un observatorio similar en la superficie de la Luna. Hay algunas ventajas, pero como probablemente puedas adivinar, no compensan todas las desventajas. Al menos no por el momento. Veamos cómo se comparan, asumiendo un observatorio basado en la Luna versus uno en órbita:

• Interferencia de la Tierra : a favor del observatorio basado en la Luna, siempre que lo construyas en el lado opuesto de la Luna , o tu tema de estudio sea la Tierra y su magnetoenvoltura que es visible en el resplandor de rayos X causado por las partículas del Sol que chocan con el gas atrapado dentro del escudo magnético de la Tierra, algo que ya se le había propuesto a la NASA para su consideración antes, en forma de MagEX (Magnetosheath Explorer en rayos X). Y dado que la Luna y la Tierra están bloqueadas por mareas, la Luna siempre muestra la misma cara hacia la Tierra, y el lado opuesto de la Lunasiempre está mirando hacia el otro lado. Esto podría resultar beneficioso para su equipo sensible, y sus mediciones no se verán interferidas por la propia radiación de la Tierra o reflejada. Las emisiones de la magnetoenvoltura de la Tierra en el espectro de rayos X se extienden mucho más allá del tamaño de la Tierra, por lo que es algo que los observatorios en órbita deben ajustar constantemente y posiblemente pierdan una gran cantidad de resolución / visión en el proceso, mientras navegan a través de él. . Piense en ello en un sentido similar a las áreas de niebla de densidad variable frente a los telescopios ópticos. Estarías libre de esta interferencia colocando tu observatorio en el lado oculto de la Luna .
• Factor de costo : Muy a favor del observatorio orbitado. El observatorio basado en la Luna, si se coloca en el lado opuesto de la Luna , requeriría alguna estación de retransmisión de comunicaciones, posiblemente otro satélite encargado de ello y orbitando la Luna. Las órbitas alrededor de la Luna no son realmente estables debido a sus anomalías de gravedad , por lo que cualquier órbita a largo plazo sería difícil y costosa de lograr. También necesitaría al menos tres, posiblemente más, satélites de comunicaciones en órbita alrededor de la Luna, si sus necesidades son comunicaciones sin interrupciones. También es, por supuesto, mucho más caro lanzar todo el equipo necesario para construirlo primero al TLI ( Trans-Lunar Injection) y luego aterrizarlo en la Luna, que orbitar el mismo peso o posiblemente incluso un observatorio más ligero en cualquier órbita de gran altitud alrededor de la Tierra. Su observatorio basado en la Luna también tendrá que ser autoensamblado y anclado, o necesitará otro equipo allí, tal vez incluso astronautas y/o robots, todo lo cual se suma a su peso total y, con ello, a su costo. Si su observatorio lunar está ubicado en el lado cercano de la Luna , entonces, por supuesto, no necesita satélites adicionales orbitando a su alrededor, pero el peso total y los requisitos de su lanzador seguirán siendo mucho, mucho mayores que los de un observatorio en órbita.
• Factor de riesgo : Nuevamente, en gran medida a favor del observatorio orbitado. Tenemos amplia experiencia en levantar, poner en órbita, autoensamblar y controlar la actitud de los satélites en órbitas alrededor de la Tierra, pero no tenemos tanta experiencia en hacer eso en la superficie de la Luna. En caso de una falla costosa de ignorar del satélite, probablemente podríamos (actualmente no, pero en un futuro no muy lejano) enviar astronautas-técnicos allí para repararlo mucho más fácilmente que enviarlos a la Luna. Y dado que la Luna es un cuerpo sin magnetosfera ni atmósfera (tiene una exosfera , pero eso es irrelevante para esto), está constantemente bombardeada por el viento solar , no tiene protección contra CME ( Coral Mass Ejections ).) y atrae con su masa asteroides que impactarán en su superficie, por pequeños que sean. También hay mucho polvo mezclado con regolito en la superficie lunar, que tiende a saltar aparentemente por sí solo y completamente al azar (hay varias teorías detrás de este fenómeno, las teorías predominantes lo atribuyen a la carga estática y/o al plasma de helio, tanto debido al viento solar como a la CME), por lo que existe la posibilidad de que su costoso equipo se degrade debido a las partículas de polvo mucho más rápido que con su observatorio satelital en órbita.
• Observaciones específicas de largo período : esto va, en su mayor parte, a favor del observatorio orbitado. Si bien tendría que tener un control de actitud constante para poder apuntar a una sola ubicación en el espacio durante mucho tiempo, su observatorio lunar sería completamente inútil con respecto a esto y giraría junto con la Luna girando sobre su eje. Para barridos de períodos más cortos, estaría bien, pero no tanto para mediciones precisas durante períodos de tiempo más largos.
• Poder autosuficiente : este es un punto un poco discutible y podría ir en cualquier dirección, favoreciendo a uno u otro, pero debe mencionarse de todos modos. Si bien la Luna está bloqueada por mareas con la Tierra, no está bloqueada con el Sol, por lo que todavía tiene ciclos diurnos/nocturnos. Pero el período sinódico lunar dura en promedio aproximadamente 29 días y medio días terrestres. La mitad de este tiempo, cualquier equipo estacionario en la superficie de la Luna estará en completa oscuridad. Esta no es una buena noticia, si planea alimentar su observatorio con celdas solares, y luego necesitará baterías grandes y pesadas para almacenar sus necesidades de electricidad durante el período de oscuridad .. Sin embargo, es una tarea bastante fácil para su observatorio orbitado. Es algo que hemos hecho muchas veces antes. Por supuesto, podría evitar cualquiera de estos inconvenientes de RPG ( Generación de energía renovable ) y simplemente confiar en la energía proporcionada por los radioisótopos en descomposición en RTG ( Generador termoeléctrico de radioisótopos ), pero luego comienza a tratar con las personas que abrazan árboles u otras agendas políticas que intentan para detener sus esfuerzos, por lo que podría gastar más dinero en la medicación necesaria para quedarse sin sentido, que en la misión real. Dije que es un punto "discutible", ¿no?

Así que ahí lo tenemos. Hay algunas ventajas, pero vienen con serias desventajas (¿o tal vez más inconvenientes?) De colocar un observatorio de rayos X en la superficie de la Luna. Sin embargo, para responder a la pregunta en el título más directamente:

¿Sería una buena idea colocar un telescopio de rayos X en la superficie de la Luna?

No hay obstáculos que explícitamente nos prohíban hacerlo, simplemente desafíos que todavía tenemos que aprender a desafiar. Asumir todos estos desafíos de frente en un solo proyecto probablemente sería un desperdicio tonto de fondos difíciles de conseguir para la investigación científica, pero eventualmente llegaremos al punto en el que miraremos hacia atrás y diremos, ¡vaya, no lo he hecho! ¿Hemos hecho bien en haber llegado tan lejos? Pero incluso ahora, cuando todas las ventajas y desventajas pesan , podría haber proyectos que se beneficiarían enormemente al colocar un observatorio de rayos X en la superficie de la Luna y posiblemente valga la pena correr el riesgo, como por ejemplo el MagEX one I mencionado anteriormente que evita perfectamente todos los obstáculos principales al solicitar su ubicación en el lado cercano de la Luna.

Sin embargo, hasta ahora lo hemos hecho bastante bien sin hacer un esfuerzo adicional, y el Observatorio de rayos X Chandra tiene un historial ejemplar con una vida útil planificada de 5 años, pero aún nos proporciona datos valiosos 14 años después de su lanzamiento en el 23 de julio de 1999. Sin embargo, por supuesto, completamente libre de interferencias, no lo es.