El equipo probó su enfoque en un área centrada en Mare Ingenii, una región en el otro lado de la luna. Alimentaron el algoritmo con los ángulos de la luz solar entrante a partir de fotografías que contenían sombras tomadas por el Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) de la NASA, un satélite que gira continuamente alrededor de la luna, capturando información, junto con los datos de elevación recopilados por su altímetro láser. El modelo de terreno de alta resolución resultante hizo coincidir las fotografías sombreadas con un alto grado de precisión y mejoró enormemente la resolución de la elevación. Los datos de elevación recopilados por el altímetro láser del LRO tienen una resolución de 60 metros por píxel; el modelo de terreno final del nuevo método tenía una resolución de 0,9 metros por píxel. Esto significó que los cráteres con diámetros tan pequeños como tres metros se volvieron identificables. «Es un enfoque diferente para comprender la topografía de la luna que podría ayudar a prepararse para futuras exploraciones humanas y robóticas», dice Noah Petro, geólogo planetario del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA que no participó en la investigación.
El LRO ha estado orbitando la luna desde 2009, recopilando datos que se han utilizado para crear un modelo de terreno digital que cubre el 98 por ciento de la superficie de la luna. Este es el mapa base en el que se colocan los modelos de terreno de mayor resolución, como el del nuevo estudio. Juntos, estos mapas de alta resolución son la base para planificar viajes a la superficie. Los sitios de aterrizaje deben ser planos y sin rocas. Idealmente, las rutas de viaje hacia y desde los cráteres no deberían ser empinadas, para que los rovers puedan navegar por ellas.
Los mapas de alta resolución del paisaje lunar también se pueden usar para modelar las condiciones de luz. Predecir cuándo y dónde esperar sombras y luz solar es crucial para planificar las próximas misiones, dice Paul Hayne, científico planetario del Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial de la Universidad de Colorado en Boulder. Los posibles sitios de aterrizaje necesitarán recibir radiación solar durante al menos parte del día para recargar los instrumentos y los rovers. Las áreas iluminadas por el sol directamente adyacentes a los cráteres también podrían ser útiles, porque la exploración de las regiones sombreadas puede llevar tiempo, lo que significa que es posible que los rovers deban recargarse tan pronto como salgan de un cráter.
Una comprensión más detallada del terreno también puede ayudar a la NASA a decidir a qué regiones permanentemente sombreadas apuntar cuando busque hielo de agua. Por ejemplo, la inclinación de las paredes del cráter puede dar una idea de cuánto tiempo hace que se formó el cráter y si las sombras y las temperaturas podrían haber persistido durante el tiempo suficiente para que haya hielo de agua. “A menudo necesitamos modelos de terreno muy precisos para convertir una instantánea en un historial cronológico, para encontrar las trampas de frío donde el hielo puede permanecer estable durante largos períodos”, dice Hayne.
Y además de todo esto, el nuevo enfoque de imágenes también debería ayudar con la navegación. Los rovers deben poder viajar a lo largo de rutas calculadas con precisión. Los detectores de movimiento a bordo pueden ayudar a los rovers a navegar, pero los errores de estimación y sensores pueden acumularse en grandes distancias, lo que hace que los vehículos se desvíen del rumbo. Una forma de superar esto es hacer que los rovers usen cámaras a bordo para crear modelos de terreno de alta resolución por sí mismos, y luego identificar su ubicación en relación con las características conocidas y ajustar su ruta en consecuencia, dice Martin Schuster, científico de robótica en el Centro Aeroespacial Alemán. Instituto de Robótica y Mecatrónica. “Hacer coincidir los modelos de terreno locales con modelos de alta resolución creados externamente, como el producido en el nuevo estudio, puede ayudar a los rovers a localizar”, dice. Si la resolución de los mapas de terreno creados previamente es demasiado baja, mantenerse en el camino puede ser más difícil.
La luna está a un cuarto de millón de millas de la Tierra. Llegar allí es difícil, y si los astronautas experimentan problemas inesperados en la superficie, su respuesta será limitada. Por lo tanto, anticipar qué características del terreno encontrarán los exploradores y rovers es extremadamente importante, e incluso podría salvar vidas. Encontrar las mejores y más precisas formas de mapear la superficie de la luna es una parte integral de la preparación de la misión. “Queremos usar todos los datos disponibles para decirnos todo lo que podamos sobre los lugares que queremos explorar”, dice Petro.