La nave LADEE medirá en órbita lunar la tenue atmósfera de nuestro satélite, para conocer su estado natural antes de que ésta se altere por el regreso de la actividad humana a la luna.
En este momento, la Luna es un planeta fantasma. Nada se mueve. Aquí y allá, un vehículo abandonado Apolo o un módulo polvoriento de aterrizaje lunar, permanecen como testimonio silencioso de la actividad humana del pasado. Sólo de vez en cuando los impactos de asteroides perturban décadas de largas temporadas de silencio profundo. Y este silencio se presenta a los científicos como una oportunidad importante.
Actualmente, la tenue atmósfera de la Luna está relativamente inalterada. Pero eso no será así por mucho tiempo. La NASA está planeando volver a la Luna, y la actividad humana levantará de nuevo el polvo lunar, expulsará gases de combustión de los cohetes, y liberará otras emisiones de gases en la atmósfera. Debido a que la atmósfera de la luna es muy delgada, estas alteraciones podrían alterar rápidamente su composición natural.
Si los científicos desean conocer cómo es la atmósfera lunar en su estado, ahora es el momento de mirar, antes de que esos estados atmosféricos cambien por razón de la actividad humana. Así, los investigadores están construyendo una sonda llamada Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer (LADEE) para orbitar Luna y medir su atmósfera de forma precisa.
“Es importante que entendamos cómo es su estado natural antes de que haya demasiadas perturbaciones”, dice Anthony Colaprete del Ames Research Center en Moffett Field, de la NASA, California. “Es un sistema frágil. Es posible que sea difícil estudiarla una vez que los seres humanos lleguen a vivir y trabar en la Luna”.
Más que fina
En este momento usted podría estar pensando: “Espera un segundo. ¡Pensé que la Luna no tenía atmósfera!” Y sería correcto. La atmósfera de la Luna es tan tenue que es técnicamente considerada una exosfera, más que una atmósfera.
“No es una atmósfera corriente”, dice Colaprete. Por ejemplo, un centímetro cúbico de la atmósfera de la Tierra al nivel del mar contiene cerca de 100 billones de billones de moléculas. Ese mismo volumen de la exosfera de la Luna contiene sólo alrededor de 100 moléculas.
De hecho, es tan delgada que las moléculas en la exosfera lunar casi nunca chocan entre sí. En vez de rebotar constantemente entre sí para crear una cohesión, como ocurre en la atmósfera terrestre, en que las moléculas forman un enjambre. Las moléculas de la exosfera lunar se mueven libremente sin trabas, porque el espacio entre ellas es tan alto que no se rozan.
Y la extraño de la exosfera lunar no se detiene ahí. Durante la noche lunar, la exosfera lunar en su mayoría cae a la superficie. ¡Imagínense si nuestra atmósfera terrestre cayera al suelo por la noche! En la Luna, cuando regresa la luz del sol, el viento solar comienza a levantar las partículas de nuevo para reponer la exosfera.
En 1968, en muchas ocasiones, la nave Surveyor 7 de la NASA fotografió un extraño “brillo en el horizonte” después del anochecer. Los investigadores creen ahora que ese brillo es luz solar dispersada por polvo lunar cargado eléctricamente que flota sobre la superficie lunar.
Además, la luz solar ultravioleta intensa dispersa partículas de electrones en el suelo lunar, dando a las partículas una carga eléctrica que puede hacerlas levitar. Los campos eléctricos de estas partículas pueden levantarlas varios kilómetros hacia lo alto sobre la superficie, formando una parte importante de la exosfera.
Los astronautas lunares tendrán que vivir y trabajar en este entorno extraño, por lo que los científicos quieren tener la mejor imagen de la exosfera y sus comportamientos extraños. El polvo, levitando, puede entrar en el equipo, los trajes espaciales y las computadoras, causando daños y acortando su vida útil. De hecho, el polvo lunar ha hecho estragos en los trajes espaciales durante las misiones Apolo. Saber cuánta es la cantidad de polvo que flota en la exosfera y cómo se comporta, ayudará a los ingenieros a diseñar los equipos de las próximas misiones lunares.
Los espectrómetros y detectores de polvo de la LADEE permitirán medir las concentraciones de 18 sustancias químicas diferentes en la exosfera, incluidos el metano y vapor de agua. Estos sensores pueden documentar cómo los productos químicos pueden variar, tanto de un lugar a otro y con el tiempo.
Más allá del valor inherente de la comprensión científica sobre la composición química de la exosfera de la Luna, sabiendo cómo se mueven los productos químicos dentro de la exosfera podría ayudar a responder a una pregunta de gran interés para futuros habitantes humanos: ¿Cuántas reservas de agua helada conserva la Luna?
La evidencia sugiere que la Luna podría albergar agua helada en cráteres profundos y oscuros de sus polos. En la superficie lunar, la luz solar intensa sublima rápidamente cualquier hielo y los vapores escapan al espacio. Sin embargo, un cráter profundo y oscuro, con ausencia de luz solar, podría proporcionar un refugio seguro para el agua congelada.
Una idea popular es que los cometas de hielo han traído agua a la Luna en una serie de antiguos impactos. Pero hay un problema: Incluso si un cometa cayó en uno de esos oscuros cráteres polares por pura suerte, el calor del impacto evaporaría la mayoría de los hielos. Entonces, ¿cómo podrían haberse acumulado cantidades significativas de hielo?
La exosfera de la Luna podría ayudar
Supongamos que un cometa golpea la Luna y deja algunas moléculas de H2O en la superficie expuesta. El agua podría conservarse, en esencia, y alcanzar una zona segura. Las moléculas de agua podrían “saltar” a través de la superficie lunar para escapar de la exosfera. De esta forma el agua podría moverse hasta quedar retenida en alguno los oscuros cráteres polares, donde no se recibe el sol y así acumularse en forma de agua helada.
Los datos de LADEE deberían mostrar si el proceso de este “salto” funciona de alguna manera, y así se explicaría cómo el hielo de un cometa termina encontrado su camino hacia los cráteres que están situados en zonas oscuras. “Podemos estimar la probabilidad de que el agua en la Luna tiene su origen en los cometas”, dice Colaprete.
Fuente: NASA