Nuevos mapas térmicos de la Luna identifican regiones super-frías

Uno de los grandes objetivos de la Lunar Reconnaissance Orbiter es es localizar recursos potenciales en la Luna, como por ejemplo agua helada. Para ello uno de los instrumentos de los que está dotada es el radiómetro lunar Diviner. Se trata de un dispositivo virtualmente idéntico al que emplea la Mars Reconnaissance Orbiter, y como en el caso de aquél, su propósito es obtener mapas térmicos detallados de la superficie lunar (en el caso de Marte las mediciones son más ricas, ya que se estudia también la estructura atmosférica). Gracias a la información recopilada por durante agosto y la primera quincena de septiembre, disponemos ahora de los primeros mapas térmicos globales de la Luna.

Mapa térmico diurno. NASA/GSFC/UCLA

Mapa térmico nocturno. NASA/GSFC/UCLA

La ausencia de atmósfera hace de la Luna uno de los cuerpos del Sistema Solar con mayor oscilación térmica. Las temperaturas ecuatoriales diurnas son de unos 106ºC, mientras que durante la noche bajan hasta los -183ºC (ligeramente por debajo del punto de ebullición del oxígeno). En algunas zonas las temperaturas nocturnas permanecen sin embargo en torno a unos (comparativamente balsámicos) -133ºC, debido a que se trata de cráteres recientes cuyo material estaba en el subsuelo y arrastra aún cierta inercia térmica. Con todo lo más interesante es la búsqueda de las denominadas «trampas frías» (cold traps), regiones en las que las bajas temperaturas pueden haber atrapado a materiales volátiles. La LRO ha identificado regiones de este tipo en cráteres cuyo interior se halla en oscuridad perpetua.

Mapa térmico diurno del Polo Norte lunar. NASA/GSFC/UCLA

La temperatura diurna de estas regiones super-frías puede llegar a ser de -238ºC, más o menos la temperatura mínima de la superficie de Plutón. La confirmación de la existencia de estas regiones (teoretizadas hace décadas, pero sólo ahora con evidencia observacional) es muy importante, ya que dispara las posibilidades de que en ellas se acumulen  restos de agua helada o de otros materiales volátiles, lo que sería de vital importancia con vistas a una futura exploración humana o robótica.

Detalle de cráteres de impacto en los que se encuentran regiones superfrías. NASA/GSFC/UCLA

«La conspiración lunar ¡vaya timo!» de Eugenio Fernández Aguilar

“La conspiración lunar ¡vaya timo!” es un libro de Eugenio Fernández Aguilar, físico sevillano afincado en Cádiz y a la sazón editor del estupendo blog “Ciencia en el XXI”. Es el décimo título de la colección “¡vaya timo!”, cuyo común denominador es el abordaje de mitos pseudocientíficos y supercherías de diverso pelaje, y cómo el pensamiento racional y el rigor científico pueden desmontarlos con facilidad. En este caso, el objeto de análisis son las teorías conspirativas que afirman que el hombre jamás llegó a la Luna, y que por lo tanto toda la evidencia del programa lunar no es más que un colosal montaje.

La idea de que nunca llegamos a la Luna es sin duda uno de los bulos más divertidamente ridículos que podemos encontrarnos, lo que no es óbice para que sea uno de los más extendidos. Además de la mentira y la manipulación –habituales en toda teoría conspiranoica que se precie– han contribuido a ello diversos factores, tales como la falta de conocimientos de muchos de los receptores del bulo y el efecto bloqueante que sobre el sentido común ejerce a veces el asombro ante una proeza tecnológica y científica como en su conjunto fue el Programa Apolo. Vaya en descargo de lo primero que algunos de los supuestos argumentos que se han esgrimido en pro de la conspiración lunar encierran medias verdades o sutilezas que requieren no sólo una aproximación crítica sino también una cierta compresión de los fenómenos subyacentes. Otros son sin embargo sonrojantes patochadas que sorprendentemente han encontrado su nicho memético y continúan propagándose. Tanto las afirmaciones del primer tipo como del segundo son en cualquier caso cuidadosamente demolidas en esta obra.

Tras una breve recapitulación del programa lunar y de las diferentes misiones Apolo que llegaron a depositar astronautas sobre la superficie de la Luna, el libro entra en materia con la conspiración mostrando en primer lugar a los actores principales de la misma, esto es, a sus más conocidos defensores y difusores, periodistas y escritores que han hecho de este bulo –y en algún caso de otros más– una forma de [ganarse la] vida. Acto seguido se consideran una a una hasta 50 hipótesis que intentan refutar la llegada del hombre a la Luna. Tal como el propio Eugenio comenta, estas 50 hipótesis no constituyen una lista exhaustiva pues no se puede desestimar la capacidad inventiva de los conspiranoicos, aunque sí que proporciona una muestra representativa de las objeciones más conocidas y de su tipología. Así, nos encontramos con hipótesis que aducen algún tipo de imposibilidad física para el viaje (e.g., atravesar los cinturones de Van Allen, soportar las temperaturas de la cara iluminada de la Luna, etc.), hipótesis que se centran en aspectos tecnológicos (e.g., los ordenadores de la época tenían una capacidad de cómputo insuficiente, el módulo lunar no tenía bastante combustible para volver, etc.), hipótesis basadas en supuestas inconsistencias o fallos en la evidencia audiovisual (e.g., fotos sin estrellas, sombras anómalas, la bandera que ondea sin atmósfera, etc.),  hipótesis construidas sobre material notoriamente falso (e.g., parodias documentales, vídeos secretos, etc.) y, como no, elementos conspirativos puros y duros (e.g., vídeos que se pierden, astronautas asesinados, lavados de cerebro, etc.). Cada una de estas hipótesis recibe su dosis de análisis crítico y es inexorablemente desmontada. El libro concluye con una lista de 10 pruebas contundentes de que sí se visitó la Luna, y con un capítulo de testimonios de cómo vivieron el alunizaje diferentes periodistas y científicos conocidos tales como Jesús Hermida, Miguel de la Quadra-Salcedo o Manuel Toharia entre otros.

El libro está escrito en un lenguaje claro y en un tono muy ameno. Destaca la cantidad de diagramas y de reproducciones en color de fotografías o fotogramas del proyecto lunar. Obviamente este detalle resulta fundamental, ya que muchas de las hipótesis consideradas se centran precisamente en anomalías en el material fotográfico. Algunas de las reproducciones fotográficas resultan un tanto pequeñas, por motivos quizás de producción. No obstante, todas las fotografías mostradas están en el dominio público y pueden consultarse por Internet. El mismo Eugenio recoge en su blog enlaces a las fotografías y vídeos relacionados en el libro. En resumidas cuentas, se trata de un libro muy entretenido y de lectura interesante, no sólo desde el punto de vista de refutar la conspiración lunar, sino también como medio para aprender sobre numerosos aspectos de las misiones Apolo y de las condiciones ambientales en la Luna.

Las huellas de los astronautas del Apolo 14 fotografiadas desde el Lunar Reconnaissance Orbiter

La Lunar Reconnaissance Orbiter sigue tomando impresionantes fotografías del rastro dejado en la Luna por las misiones Apolo. Las últimas corresponden a la formación Fra Mauro (llamada así por el cráter homónimo situado en su interior), una zona de terreno irregular en la que alunizó el Apolo 14.

Credit: NASA/GSFC/Arizona State University

En la imagen se aprecia claramente el módulo lunar Antares, y el rastro de huellas hacia el emplazamiento en el que Alan B. Shepard y Edgar D. Mitchell -los dos miembros de la misión que descendieron a la superficie- dejaron el ALSEP, un paquete de instrumentación científico.  La distancia entre el ALSEP y el módulo lunar es de unos 180 metros. También se aprecia el largo camino recorrido durante el segundo día de actividad extravehicular, y en el que el objetivo de los astronautas era llegar al Cráter Cono situado a 1,4 km del Antares. Dada la distancia y lo irregular del terreno, la aproximación al cráter fue muy dura para los astronautas, que por primera vez en las misiones Apolo perdían de vista al módulo lunar. Como confesaría Shepard, había momentos en los que él y Mitchell no se ponían de acuerdo en el camino que debían seguir para llegar a su destino. Finalmente decidieron volver al llegar a la roca conocida como «silla de montar», cuya imagen puede verse más abajo. Lamentablemente, en ese momento no se dieron cuenta de que habían llegado a apenas 30 metros del cráter que querían explorar.

Credit: NASA

La libración podría favorecer la habitabilidad de planetas extrasolares

La lista de planetas extrasolares conocidos no para de aumentar, aunque debido a las técnicas empleadas para la detección de los mismos suele tratarse de cuerpos masivos que orbitan muy cerca de su primaria. Desde el punto de vista astrobiológico esto no es una situación ideal, aunque tampoco debería ser fatal per se. Al fin y al cabo, la zona de habitabilidad de estrellas enanas suele estar precisamente en una franja muy cercana a las mismas. Éste es el caso por ejemplo del sistema Gliese (véase aquí y aquí). Sin embargo, hay un segundo factor asociado que sí puede plantear serias dificultades: al estar tan cerca de la estrella principal, la rotación del planeta se ancla rápidamente en resonancia con el periodo orbital, de manera que en cada traslación se da un número entero o semientero de rotaciones. La resonancia más común es la 1:1, lo que indica que el planeta siempre tiene una cara orientada a su sol, y otra en eterna noche. En estas circunstancias, una de las caras tendría altísimas temperaturas, mientras que la otra se congelaría, lo que ciertamente no es el mejor escenario para el desarrollo de la vida.

No obstante, hay una condición orbital que puede atemperar la situación, incluso en planetas anclados en resonancia 1:1. Se trata de la libración, un fenómeno producido por la excentricidad de la órbita de traslación y la inclinación del eje de rotación, y que hace que la zona expuesta a la estrella o a la noche no sea siempre la misma. La libración es algo bien conocido en el caso de la Luna, que está precisamente anclada a la Tierra en resonancia 1:1. En primer lugar, el eje de rotación de la Luna tiene una inclinación de unos 6º, motivo por el que podemos tener una perspectiva de los polos lunares (unas veces del polo norte, medio mes después del polo sur) de pequeña amplitud (esos 6º). En segundo lugar, la órbita lunar tiene una pequeñísima excentricidad de 0.055, motivo por el cual su velocidad de traslación relativa a la Tierra es a veces un poco más rápida y a veces un poco más lenta que la velocidad de rotación. Por ese motivo, se puede ver una pequeña zona más allá de los bordes de la cara orientada a la Tierra (en el caso de la Luna esta zona es de poco más de 7º). La imagen inferior muestra esta oscilación aparente de la Luna, y cómo el área visible se extiende a más del 50% (a casi un 60% concretamente).

Este fenómeno de libración puede ser muy relevante en el caso de planetas extrasolares con órbitas muy excéntricas, tal como A.R. Dobrovolskis, del NASA Ames Research Center, sugiere en un artículo titulado:

• Spin states and climates of eccentric exoplanets

publicado en Icarus. Básicamente, la libración debida a la excentricidad orbital extiende la zona iluminada en algún momento de la órbita en ~2sin^-1e, donde e es la excentricidad. Un planeta con una excentricidad de 0.5 tendría una libración de unos 59º, y para una excentricidad e≥0.7239 la libración excedería los 90º, lo que quiere decir que la zona de noche perpetua desaparece. La cosa se complica más si la resonancia no es 1:1, sino 3:2 (como Mercurio), 2:1, 5:2, … En esos casos los patrones de insolación son complejos (y más aún si se incluyen los efectos de la libración en latitud, debida a la inclinación de eje de rotación), pero indican que hay zonas del planeta que están a salvo de temperaturas extremas en uno u otro sentido.

Por supuesto, aunque este efecto puede atemperar la situación de estos planetas hay otros efectos que deben tenerse en cuenta. Por ejemplo, si hay gradientes elevados de temperatura se producirán grandes corrientes atmosféricas (de hecho, los movimientos de convección pueden alcanzar velocidades hipersónicas en planetas extrasolares). En cualquier caso, la región habitable no tiene por qué ser necesariamente la superficie planetaria.

Cosas que hacer en la Luna

La NASA nos propone un experimento mental muy interesante: si te despiertas mañana en la Luna, ¿qué harías? Por supuesto, es de suponer que nos despertaríamos pertrechados de todo lo necesario no sólo para sobrevivir, sino para realizar cualquier tipo de experimento científico, proyecto ingenieril, e incluso actividad comercial o cultural. Sobre la base de esta premisa, la NASA ha elaborado una lista de 181 ideas que se podrían llevar a cabo en nuestro satélite. Estas ideas están clasificadas en diferentes áreas:

• Astronomía y Astrofísica: la Luna es un lugar excelente para la radioastronomía (se puede montar un radiotelescopio en la cara oculta, protegiéndolo así de las emisiones terrestres y permitiendo explorar frecuencias que no son factibles desde la Tierra), para la exploración de la radiación cósmica (la Luna está casi siempre fuera de la magnetosfera terrestre, que apantalla esta radiación), o detectar NEOs (Near-Earth Objects), estudiar sus órbitas y evaluar el peligro que suponen.
• Heliofísica: desde la Luna se puede estudiar también el viento solar, realizar observaciones ópticas o de alta frecuencia de la ionosfera solar, analizar la interacción de la heliosfera con el medio interestelar, y estudiar el efecto del Sol en los cambios climáticos en la Tierra.
• Observación Terrestre: la Luna proporciona un emplazamiento privilegiado para realizar observaciones de la Tierra, y estudiar la atmósfera, los océanos, los cambios en la vegetación, la magnetosfera, los polos, o la actividad volcánica entre otros muchos aspectos.
• Geología: la Luna es un mundo fósil, cuyo interior no ha variado esencialmente desde su formación en los albores del Sistema Solar. El estudio de la corteza y el manto lunares, y la determinación de los materiales presentes puede proporcionar pistas muy importantes sobre el origen del Sistema Solar. Es interesante además estudiar los impactos meteoríticos, tanto para entender mejor la dinámica de este tipo de procesos, como para estudiar sus posibles implicaciones en la aparición de la vida.
• Ciencia de los materiales: el entorno lunar ofrece un campo de pruebas bastante extremo para analizar el deterioro que diferentes materiales pueden sufrir durante largas estancias en el espacio. El análisis de los restos de las misiones espaciales de los 60s y 70s puede proporcionar también información muy valiosa al respecto.
• Ciencias de la salud: del mismo modo que en el punto anterior, puede pensarse en estudiar los efectos físicos, fisiológicos, y hasta psicológicos de la estancia humana de larga duración en un entorno como el lunar, con vistas a por ejemplo futuras misiones tripuladas a Marte.
• Caracterización ambiental: estudiar el entorno lunar, sus patrones de irradiación solar, su topografía, su campo electromagnético, gravitatorio, y su actividad sísmica es fundamental para entender este tipo de entornos con vistas a futuras exploraciones en otros lugares, así como para poder plantearse la posibilidad de asentamientos humanos en la superficie lunar.

• Monitorización ambiental, y mitigación de los peligros ambientales: relacionado con lo anterior, la superficie lunar es un sitio bastante inhóspito, que requiere de medidas de protección ante la radiación solar, los rayos cósmicos, los micrometeoritos, etc. El estudio de estas medidas es esencial para garantizar la seguridad de tripulaciones humanas.
• Soporte vital, hábitat e infraestructura general: una misión de larga duración en la Luna necesitaría de un ambiente cerrado, y con el mayor grado de auto-sostenimiento posible. Aunque la cercanía a la Tierra permitiría enviar suministros regularmente, es imprescindible que se desarrollen sistemas de gestión del agua, revitalización del aire, desarrollo agrícola, y demás infraestructura para permitir un hábitat seguro, y dentro de lo posible confortable.
• Desarrollo operacional: deben estudiarse los protocolos de actuación a la hora de realizar tareas básicas, labores de reparación, etc., o a la hora de detectar y actuar ante la presencia de vida extraterrestre. Esto serviría también de banco de pruebas para futuras misiones en Marte.
• Energía: el almacenaje de energía suministrada desde la Tierra, así como la búsqueda de fuentes de energía en la propia Luna son aspectos de la mayor importancia para el sostenimiento de una misión tripulada de larga duración.
• …

Aconsejo leer el documento completo de la NASA, ya que en él se detallan muchos aspectos esenciales a la hora de establecer una base permanente en la Luna, la mayoría de los cuales pasan muchas veces desapercibidos para el gran público. Por supuesto, está claro que hay una política estratégica de la NASA en promover una percepción pública favorable hacia futuras misiones tripuladas a la Luna. De todas formas, con independencia de la valoración personal que cada cuál pueda hacer sobre la utilidad directa de estas misiones, sí parece claro que la resolución de los desafíos tecnológicos que dichas misiones plantean puede resultar indirectamente de suma utilidad en otros ámbitos.