Sobre la superfície de la Lluna podem observar grans planícies (les mars lunars, marias pel seu nom en llatí) i un quasi incomptable nombre de cràters produïts per l'impacte de meteorits. Però si mirem amb més detall s'observen xicotets fossats d'al voltant de 100 metres de diàmetre. Sabíem que estos fossats podrien ser, potencialment, l'entrada a tubs subterranis formats per bugades de lava fa uns 4 000 anys.

Gràcies a imatges de radar per satèl·lit, s'ha confirmat que un d'estos fossats connecta un tub de lava. Han localitzat una cova en la Lluna.

El descobriment, publicat en Nature, té una importància tremenda, perquè estos tubs subterranis són candidats ideals per a albergar una base estable en la Lluna.

Un sostre que ens protegisca i una temperatura confortable

Les cavitats subterrànies en la Lluna poden protegir la base tant del bombardeig de micrometeorits com de la radiació solar, que en el nostre satèl·lit és unes 150 vegades major que en la Terra.

A més, són un lloc confortable per a l'ésser humà. En 2022, la NASA, utilitzant dades de la nau espacial Piga Reconnaissance Orbiter (LRO) i models computacionals, va trobar llocs ombrejats dins de fossats que sempre ronden una temperatura agradable d'aproximadament 17⁰ C, enfront de les temperatures de la superfície, majors de 100⁰ C durant el dia lunar i de menys de -150⁰ C durant la nit.

La cova trobada és accessible, però l'exploració presenta númerosos reptes, més enllà dels que ja suposa portar una missió al satèl·lit de la Terra.

Robots, però quins robots?

La missió d'exploració de les coves de la Lluna la durà a terme una flotilla de robots, però com descendiran pel fossat? Quin tipus de robots? Amb rodes, amb potes, tipus aràcnid o amb xicotets propulsors?

Estos robots lunars hauran de superar nombrosos obstacles rocosos, escanejar tant el fossat com la cova, obtindre informació científica i manar-la cap a la Terra. El desafiament és que hauran de fer estes tasques des de l'interior del tub de lava.

Que arribe el senyal

Un equip d'investigadors de la Universitat d'Oviedo i la Universitat de Vigo, amb el suport de EOSOL, investiguem les comunicacions en tubs de lava dins del projecte Antennas for Underground Communications (Antenes per a la comunicació sota terra), finançat per l'Agència Espacial Europea (EIXA).

Els models de propagació de senyals de radiofreqüència que desenvolupem predeien l'abast del senyal i la zona de cobertura dins d'una cova. Estos models els validem en una campanya de mesures en coves de lava anàlogues a les de la Lluna; en concret, en el tub volcànic de La Corona i en el Monument natural de la Cova dels Naturalistes, tots dos situats a Lanzarote.

Robots en comunicació

El següent pas serà traslladar estos models de comunicació als robots, perquè ells mateixos siguen capaços de predir la cobertura i puguen moure's, sempre connectats i coordinats amb la flota d'exploradors.

De fet, és molt previsible que algun dels robots de la flotilla actue com a repetidor de senyals. Això permetrà que es mantinga un enllaç de comunicacions robust entre la superfície de la Lluna i l'interior de la cova.

Gràcies a estos models s'ha analitzat el possible sistema de comunicacions que tindrà els futurs colons, les seues limitacions i com optimitzar-lo en termes de pes i consum de potència, paràmetres sempre importants en qualsevol missió espacial.

Una antena per a la Lluna

L'antena desenvolupada és capaç de mantindre l'enllaç de comunicacions independentment de l'orientació que tinga el robot. D'eixa manera, el robot tindrà llibertat per a moure's dins de l'àrea de cobertura. Més encara, l'antena s'ha optimitzat de manera que les seues propietats de transmissió i recepció no depenguen del robot en el qual estiga embarcada.

Este dispositiu, a més, està dissenyat per a suportar les vibracions i altres situacions d'estrés d'un futur llançament a l'espai. També s'ha comprovat el seu correcte funcionament en una cambra de buit a diferents temperatures, per a emular l'ambient lunar al qual s'haurà d'enfrontar.

A més, l'antena està embolicada per una coberta que la protegix tant de possibles colps com de la pols lunar i s'ha provat en diferents posicions en les coves de Lanzarote, tant en interior com en el fossat conegut com jameo en esta illa.

El següent pas serà integrar l'antena i el sistema de comunicacions en el robot explorador, millorar el seu comportament i reduir les limitacions que apareguen.

D'on traiem l'energia

Des de la Universitat d'Oviedo també dissenyem un sistema per a desplegar un eixam de xicotets robots a l'interior d'una cova lunar, en col·laboració amb la Universitat de Vigo i Alén Space. L'objectiu era superar la falta de llum solar i, per tant, d'energia solar, a l'interior d'una cova, així com la manera de transmetre dades des dels robots a un rover en la superfície de la Lluna.

La solució va ser usar una grua per a baixar els robots a un tub de lava. Equipat amb un panell solar, el rover subministraria energia als robots a través de la grua utilitzant un capçal de càrrega connectat a la part inferior de la grua. En estar a la vista dels robots, el capçal de càrrega subministraria energia de manera sense fil, a més de transmetre i rebre dades.

I, a partir d'ací, a esperar el següent pas cap a una base lunar estable per als primers colons humans.

Germán León, Professor de l'àrea de Teoria del Senyal i les Comunicacions de la Universitat d'Oviedo, Universitat d'Oviedo

Este article va ser publicat originalment en The Conversation.