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24 de julio de 2014
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La Luna que pisamos
Foto: cortesía NASA

La Luna que pisamos

Antígona Segura Peralta

Han pasado 40 años desde que un ser humano puso el pie por primera vez sobre la Luna. Desde entonces ha habido más misiones tripuladas; las rocas y datos que aportaron estos viajes han dado respuesta a algunas interrogantes sobre nuestro satélite, pero aún quedan muchas preguntas.

Hace 40 años un ser humano puso el pie por primera vez sobre la superficie de otro mundo: la Luna. Entre 1959 y 1976 nuestro satélite fue visitado primero por sondas robots y después por humanos, para luego caer en el olvido. Más de una década después, tres sondas automáticas visitaron la Luna. Hoy los que sueñan con volver enfrentan un panorama poco favorable: las dos potencias que dominaron el espacio por décadas están en bancarrota, los transbordadores espaciales son obsoletos y no hay con qué sustituirlos y, para variar, el problema tiene aspectos políticos. En medio de este lío valdría la pena responder la pregunta, ¿para qué queremos regresar a la Luna?

Luna vieja

Todo comenzó cuando George Bush, ex presidente de los Estados Unidos… Bueno, en realidad comenzó antes, cuando John F. Kennedy anunció… Claro que esto no hubiera pasado si no fuera por la Segunda Guerra Mundial…

Tal vez sea mejor comenzar por el principio, cuando Galileo Galilei descubrió la Luna.

Se podría decir que fue Galileo quien descubrió realmente la Luna. Antes de él, nuestro satélite se consideraba un objeto blanco, esférico y perfecto que reflejaba la luz del Sol, se ponía rojo en ocasiones y de tanto en tanto eclipsaba al astro rey, pero nada sabíamos de la naturaleza de la Luna. En 1609 Galileo construyó un telescopio y comenzó a curiosear en el cielo. Observando la Luna notó que el borde entre los hemisferios diurno y nocturno se veía continuo cuando atravesaba las regiones oscuras e irregular cuando cruzaba por las zonas brillantes. Su conclusión fue que las primeras eran planicies y las segundas tierras montañosas, y hasta estimó la altura de las montañas lunares. En 1610 Galileo publicó éstos y otros descubrimientos astronómicos en el libro El mensajero sideral, con grabados de sus observaciones de la superficie lunar.

Así empezó la Luna a perder su carácter mágico y a parecerse más a la Tierra. Unas décadas después, Francesco Maria Grimaldi construyó instrumentos para examinar la geología de la Luna, y junto con Giovanni Battista Riccioli elaboró el primer mapa de la superficie lunar. Grimaldi y Riccioli les pusieron nombre a muchos cráteres de la Luna. Esos nombres se conservan hasta nuestros días.

Fue hasta 1837 cuando Wilhelm Beer y Johann Heinrich Mädler elaboraron el primer mapa exacto de la Luna y establecieron que nuestro satélite no tiene agua ni atmósfera. Para entonces nuestro conocimiento del Sistema Solar abarcaba varias lunas de Saturno y de Júpiter, los planetas Urano y Neptuno y algunos asteroides.

Durante el siglo XIX, la Luna fue objeto de un interesante debate: el origen de los cráteres. La mayoría de los geólogos pensaban que eran calderas volcánicas, como todos los cráteres terrestres que por entonces se conocían. El astrónomo inglés Richard Proctor propuso que los cráteres de la Luna eran huellas de impactos, pero muy pocos científicos aceptaron la hipótesis. El geólogo estadounidense Grove Karl Gilbert mostró que las calderas tienen una estructura diferente a los cráteres de impacto. Dedujo además que se podía calcular la antigüedad relativa de un impacto con sólo observar cómo se sobreponían los cráteres, y que cuantos más impactos hay en una región, más antiguo es su suelo. Este método se sigue utilizando para determinar la edad de las superficies de lunas y planetas sin atmósfera.

Ya entrado el siglo XX, otro geólogo, Eugene Shoemaker, creó la astrogeología en la US Geological Survey, institución gubernamental estadounidense dedicada a los estudios geológicos. Shoemaker inició un estudio detallado de las características geológicas de nuestro satélite con miras a lograr una de las mayores hazañas de la historia: llevar por primera vez a un ser humano a la Luna.

Luna nueva

En el periodo conocido como la Guerra Fría, los Estados Unidos y la Unión Soviética se enfrascaron en una carrera de generación de tecnología para mostrar su poderío. Conquistar la Tierra no era posible, pero el espacio exterior era territorio abierto. Los soviéticos llegaron primero con el proyecto Luna, una serie de aparatos que orbitaron nuestro satélite y se posaron en su superficie entre 1959 y 1976. Luna 1 fue un fracaso, pero el segundo intento, Luna 2, llegó a la superficie del satélite terrestre, aunque no sobrevivió al impacto. Luna 3 nos mostró por primera vez la cara oculta de la Luna (la Luna tarda lo mismo en girar sobre su eje que en darle una vuelta a la Tierra, por lo que siempre le vemos la misma cara). El Luna 24, último de la serie, fue lanzado en 1976.

El año 1961 resultó muy activo para las misiones lunares. Los Estados Unidos lanzaron el primer satélite del proyecto Ranger (satélite que falló). Para entonces la Unión Soviética había lanzado varias sondas y aunque sólo una había sido exitosa, el gobierno estadounidense decidió que la única forma de ganar la carrera espacial era mandar algo más interesante que un robot. El 25 de mayo de 1961, el presidente John F. Kennedy anunció el proyecto de enviar humanos a la Luna. Ocho años y muchos millones de dólares después, el astronauta Neil Armstrong se convirtió en el primer ser humano en pisar la Luna.

Hubo seis misiones tripuladas más. Las rocas y datos que aportaron estos viajes nos dieron algunas respuestas sobre nuestro satélite, pero generaron muchas preguntas, entre ellas…

¿De dónde salió?

Para la década de los 70, la Luna había sido pisada y fotografiada desde su superficie, y había más de 400 kilos de rocas lunares en los laboratorios terrestres. Con todo, nuestra fría vecina se guardaba sus secretos. Nadie sabía cómo se formó. Había tres hipótesis, que se pueden resumir así: fisión, captura y condensación. La primera planteaba que la Luna se desprendió de alguna manera de nuestro planeta durante las etapas iniciales de la formación de la Tierra. La cicatriz que quedó fue el Océano Pacífico. Esta hipótesis se basaba en el hecho de que la composición lunar es similar a la del manto terrestre, la región del interior del planeta que está entre el núcleo y la corteza. El problema es que no se podía explicar cómo ocurrió el desprendimiento. Según la hipótesis de captura, la Luna es un objeto independiente que fue atrapado por la fuerza de gravedad terrestre. Pero esta hipótesis no podía explicar las propiedades de la órbita del satélite: su distancia a la Tierra y su velocidad de traslación. La hipótesis de la condensación supone que nuestro planeta y su satélite se formaron juntos, pero en ese caso serían muy parecidos en composición, lo cual es falso.

Por si fuera poco, se sugirió una hipótesis más: la del gran impacto. Según ésta, la Tierra fue golpeada durante su formación por un objeto del tamaño de Marte (como la mitad del tamaño de nuestro planeta). El impacto desprendió una gran cantidad de material que empezó a girar alrededor de la Tierra y luego se condensó. La propuesta no gustó a la mayoría de los científicos y durante una década no se le dio importancia, hasta que en 1984 se organizó una reunión dedicada al origen de la Luna. Los especialistas analizaron con detalle todas las hipótesis, así como las observaciones que las apoyaban. El consenso se inclinó a favor de la hipótesis del impacto.

El origen de nuestro satélite, sin embargo, aún no es un caso cerrado. La hipótesis tiene que explicar todas las características de la Luna y no sólo unas cuantas. Los trabajos más recientes consisten en modelos de computadora para determinar exactamente qué tipo de impacto daría lugar a las propiedades observadas.

El lado oculto

También se le llama “el lado oscuro de la Luna”, pero no es tal cosa. Cuando la cara que vemos está oscura (luna nueva), la cara oculta está iluminada. Además de que no podemos verlo desde la superficie terrestre, el lado oculto tiene otras curiosidades. La más notoria es que carece de las zonas oscuras de la cara visible, a las cuales llamamos “mares”. Hoy sabemos que estas regiones son planicies de material volcánico.

Así, la escasez de mares en el lado oculto indica que la actividad volcánica fue menor en ese hemisferio. Durante muchos años esta desigualdad fue un misterio. El vulcanismo se debe al calor del interior de un planeta o satélite, y ese calor tendría que transferirse homogéneamente del interior a la superficie. Si eso no ocurría, significaba que el interior de nuestro satélite no es homogéneo, es decir, las capas concéntricas de su interior no tienen la misma composición, densidad y espesor en toda su extensión.

Pero no pudimos corroborarlo hasta 1994, cuando la sonda estadounidense Clementine orbitó la Luna. La sonda generó la primera base de datos digital de la geografía lunar y entre otras cosas midió las variaciones superficiales del campo gravitacional del satélite. La fuerza de gravedad aumenta con la masa de los objetos y disminuye con la distancia entre ellos. En el caso de los planetas, el campo de gravedad tiene pequeñas variaciones que delatan desviaciones del grosor y la densidad del subsuelo. Estas anomalías ravitacionales permiten determinar propiedades del interior de un cuerpo planetario sin tener que cavar.

Con las mediciones de las anomalías gravitacionales hechas por la sonda Clementine se determinó que el lado oculto de la Luna tiene una corteza en promedio más gruesa que el otro hemisferio. Las diferencias pueden ser muy grandes: en el fondo de algunos cráteres la corteza es de sólo cuatro kilómetros de espesor, mientras que hay regiones donde el espesor alcanza los 100 kilómetros. Otra sonda reveló en 1998 que hay mayor cantidad de elementos radiactivos en ciertas zonas. Los átomos de los elementos radiactivos liberan calor al desintegrarse (y son una de las fuentes del calor interior de la Tierra). Esta inhomogeneidad en la Luna podría haber contribuido a que hubiera mayor actividad volcánica en un lado que en otro. Claro que esto es el qué y no el porqué de la diferencia entre el hemisferio oculto y el visible. Las causas de la diferencia pueden dividirse en dos: las externas —por ejemplo, impactos— y las internas, como los procesos de formación del núcleo o los desplazamientos de material en la zona conocida como manto. Ésta es una cuestión que los científicos aún no resuelven.

  • La sonda Clementine generó la primera base de datos digital de la geografía lunar y entre otras cosas midió las variaciones superficiales del campo gravitacional del satélite.
  • El Lunar Prospector descubrió que había mayor cantidad de elementos radiactivos en ciertas zonas, lo cual contribuyó a que hubiera mayor actividad volcánica en esas regiones.

¿Agua en la Luna?

La sonda Clementine encontró hielo en la Luna, pero fue tanta la información que envió la nave que los científicos no se dieron cuenta de ello hasta que revisaron con más detalle algunos datos. El anuncio se hizo a finales de 1996. Los datos tomados por el radar de Clementine indicaban que en el fondo de uno de los cráteres del polo sur podría haber agua congelada. Era para estimular la imaginación: si hay agua en la Luna, los futuros colonizadores no tendrían que llevarla desde la Tierra. En 1998 la sonda Lunar Prospector confirmó el hallazgo y lo extendió al polo norte, donde al parecer el hielo era más abundante que en el sur. Según las mediciones, el agua congelada estaba a unos 40 centímetros de profundidad y abarcaba un área de unos 10 000 kilómetros cuadrados en cada polo.

Explicar la presencia del hielo en la Luna no era tan difícil como podría parecer. Los meteoritos y materiales de los cometas que caen constantemente en la superficie lunar contienen agua. Por lo general, el agua no se conservará, porque la temperatura en las regiones iluminadas por el Sol puede superar los 100 ?C. Pero hay zonas de la superficie lunar que siempre están a la sombra: el fondo de algunos cráteres de las regiones polares, donde la temperatura es de cerca de 200 ?C bajo cero. Esto forma lo que se llama una “trampa fría”, donde compuestos como el agua y el metano se conservan como hielos.

Para que no quedara duda del importante descubrimiento, cuando el Lunar Prospector terminó su misión, sus creadores lo hicieron estrellarse en el polo sur de la Luna. Se esperaba que el material expulsado por el impacto contuviera agua, lo que se podría detectar con instrumentos desde la Tierra. El Lunar Prospector se estrelló (ésa fue la parte fácil), pero ni rastro del agua. La NASA presentó una lista de explicaciones; por ejemplo, que quizá no hay agua en la Luna y lo que detectaron las sondas fue sólo hidrógeno.

Así pues los resultados de Clementine y Lunar Prospector no son concluyentes y hasta hoy ningún otro instrumento ha podido confirmar que hay agua en la Luna.

La Luna es de todos

Con la desintegración de la Unión Soviética desapareció también su poderío espacial. Así, Estados Unidos quedó como el amo del espacio, pero no por mucho tiempo. Otras naciones entraron en el juego y su primer destino fue la Luna. En 1990 Japón lanzó la sonda Hiten, primer orbitador lunar que no era ni de Estados Unidos ni de la Unión Soviética. La misión fue un éxito. En 2003, los europeos lanzaron el orbitador SMART-1, al cual siguió otra sonda japonesa, Kaguya (SELENE), en 2007, y las primeras sondas de China y la India, Chang’e 1 y Chandrayaan-1 respectivamente. La sonda SMART-1 de la Agencia Espacial Europea (ESA) es la primera en usar propulsión eléctrica generada por el Sol. La nave realizó el mapa más completo de los compuestos químicos más abundantes de la superficie lunar, lo que permitirá probar, entre otras cosas, la hipótesis de que la Luna se formó por un gran impacto. Kaguya, segunda misión de la Agencia Espacial Japonesa (JAXA), envió las primeras imágenes de la superficie lunar en alta definición (http://www. jaxa.jp/press/2007/11/20071107_kaguya_ e.html). Los resultados de la misión fueron publicados en febrero de este año en la revista Science. Kaguya obtuvo nueva información sobre el lado oculto para descifrar el misterio de la diferencia entre los dos hemisferios. De acuerdo con las nuevas observaciones, el lado oculto es más grueso que el otro desde hace unos 3 800 millones de años (la edad de la Luna es de 4 400 millones de años) y tuvo episodios de vulcanismo esporádico hasta hace unos 2 500 millones de años. Esto indica que la corteza lunar se formó muy rápido, pero no permite construir el panorama completo de su formación y evolución.

La India utilizó una estrategia diferente para iniciarse en la exploración lunar. Cinco de los 11 instrumentos científicos de Chandrayaan-1 se construyeron en ese país, el resto en colaboración con la ESA, la NASA e instituciones de otros nueve países, entre ellos Checoslovaquia, Bulgaria y Finlandia. Así India lanzó una de las naves robots más equipadas de esta década. Algunos de los objetivos de Chandrayaan-1 son buscar hielo de agua, hacer mapas de los minerales y elementos que componen la superficie y medir el campo magnético de la Luna. Con los datos de la misión se espera generar un mapa tridimensional de toda la superficie.

Por su parte los chinos mandaron cámaras e instrumentos para determinar la abundancia de diversos elementos, hacer mediciones que permitan construir mapas tridimensionales detallados de la superficie y determinar el grosor del suelo lunar. Chang’e 1 terminó su misión el 1 de marzo de 2009, pero aún no hay resultados publicados. Los científicos chinos reportan que ya está disponible un mapa de la Luna, pero no dicen cómo obtenerlo.

Volver, volver, volver

Hace unos años, George W. Bush pidió a la NASA hacer planes para enviar misiones tripuladas a la Luna (véase ¿Cómo ves?, No. 100). Para ello, Bush destazó el presupuesto dedicado a proyectos de ciencia. Los científicos tuvieron una doble reacción: por un lado protestaron y por otro comenzaron a planear cómo aprovechar para fines científicos la orden de Bush, de motivos políticos. La protesta dio resultado: se restableció un porcentaje del presupuesto para la ciencia. Los científicos propusieron, entre otras cosas, sondas para estudiar la Luna y un telescopio en el lado oculto.

En eso estaban cuando llegó Barack Obama a la presidencia. Durante su candidatura, Obama mantuvo una posición muy clara de apoyo a la ciencia. Ya como presidente eligió a un científico para formar parte de su gabinete. En cuanto a la NASA, las cosas no fueron como se esperaba. Hoy la agencia sigue sin administrador definitivo pues el anterior, Michael Griffin, renunció en enero. Fue hasta mayo cuando Obama propuso al general retirado Charles Bolden para encabezar la agencia. Un ex militar dirigiendo la NASA hace pensar que el rumbo se inclinará más hacia la tecnología que hacia la ciencia. En cuanto a presupuesto, las cosas no van tan mal, pues en 2010 la NASA recibirá unos 2 000 millones de dólares más que este año.

Los planes de enviar misiones tripuladas a la Luna siguen en pie. En el presupuesto de 2009 para la NASA, publicado en la página de la Casa Blanca, (http:// www.whitehouse.gov/omb/assets/fy2010_ new_era) se dice específicamente que la agencia debe encaminar sus esfuerzos para que Estados Unidos vuelva a la Luna en 2020. Eso sí, el documento señala que el regreso debe “ser parte de un programa robusto de exploración humana y robótica del espacio”. Esa sección del documento termina diciendo: “la NASA enviará una amplia gama de misiones robóticas a destinos en todo el Sistema Solar y desarrollará un nuevo conjunto de observatorios astronómicos para sondear los misterios del Universo, incrementando la inversión en investigación, análisis de datos y desarrollo de tecnología para apoyar estos objetivos.”

Mientras tanto, los científicos estadounidenses ya tienen listo el Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), que como su nombre indica, orbitará la Luna. El LRO lleva un instrumento denominado LCROSS cuyo objetivo es confirmar la presencia de agua en uno de los cráteres del polo sur lunar.

En la mira

Hace 40 años pisamos la Luna… bueno, los estadounidenses lo hicieron, supuestamente en nombre de la humanidad. Si bien la Luna sigue en la mira de Estados Unidos, el nuevo discurso no menciona explícitamente los intereses de seguridad y económicos de ese país, pero tampoco habla de posibles colaboraciones con otras naciones. Por lo pronto, el nuevo plan contempla, al parecer, tanto los intereses científicos (resolver muchas de las dudas que aún tenemos sobre la formación y evolución de nuestro satélite), como los intereses políticos y económicos de los estadounidenses, que aún sueñan con dominar el espacio.

La Luna no ha cambiado en 40 años, pero en la Tierra las cosas son muy distintas: el espacio exterior ha dejado de ser monopolio estadounidense y con ello, independientemente de los planes de ese país, crece la esperanza de que la próxima vez que alguien pise la Luna, la humanidad esté mucho mejor representada. Después de todo, la mayor parte de la población terrestre no es estadounidense.

Antígona Segura Peralta es investigadora en el Instituto de Ciencias Nucleares de la Universidad Nacional Autónoma de México. Su investigación principal se enfoca en la detección de vida en planetas alrededor de otras estrellas.

 
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