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La NASA prepara una misión para estudiar la frágil atmósfera de la Luna

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La NASA prepara una misión para estudiar la frágil atmósfera de la Luna


Aunque sea extremadamente frágil, la exosfera lunar debe ser estudiada porque puede encerrar secretos de enorme importancia para las exploraciones lunares del futuro cercano.

NASA

 

Octubre 23, 2009: Ahora, la Luna es como un pueblo fantasma. Nada se mueve. Por aquí y por allá, un vehículo de exploración de la misión Apollo abandonado (o la base polvorienta de un módulo de alunizaje) ve transcurrir el tiempo como un testimonio silencioso de la actividad humana del pasado. Pero en estos días, solamente algunos impactos de asteroides ocasionales interrumpen el hechizo de profunda inmovilidad que ha durado ya varias décadas.

ver leyendaY tal inmovilidad da a los científicos una interesante oportunidad.

Actualmente, la delgada atmósfera lunar está relativamente tranquila. Pero eso no será así por mucho tiempo. La NASA ya está planeando enviar a seres humanos nuevamente a la Luna. La actividad humana que allí se desarrollará levantará polvo, los cohetes expelerán gases y también se emitirán otros gases hacia la atmósfera de la Luna. Debido a que esta atmósfera es tan delgada, dichas perturbaciones podrían rápidamente enturbiar su composición natural.

Derecha: "Pueblo fantasma lunar". Sitio de alunizaje de la misión Apollo 15. [Más información]

Si los científicos piensan alguna vez conocer la atmósfera lunar en un estado relativamente natural, ahora es el momento de observar. Así que los investigadores se encuentran construyendo una sonda llamada Explorador de la Atmósfera y el Ambiente de Polvo Lunar (en idioma inglés: Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer o LADEE), la cual orbitará la Luna y medirá su rala atmósfera como nunca se ha hecho antes.

"Es importante que la entendamos en su estado prístino, antes de que haya muchas perturbaciones", dice Anthony Colaprete, del Centro de Investigaciones Ames, de la NASA, en Moffett Field, California. "Es un sistema muy frágil. Es posible que se dificulte mucho su estudio una vez que los humanos estén de nuevo viviendo y trabajando en la Luna".

 

 

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Más delgado que lo delgado

Justo ahora, usted debe de estar pensando: "Un momento. ¡Yo creía saber que la Luna no tenía atmósfera!" Y está casi en lo correcto. La "atmósfera" de la Luna es tan tenue que técnicamente se la considera como una exosfera, no como una atmósfera.

"No es como la atmósfera en la que podríamos pensar nosotros", dice Colaprete. Por ejemplo, un centímetro cúbico de la atmósfera terrestre al nivel del mar contiene cerca de 100 millones de billones de moléculas. El mismo volumen en la exosfera lunar contiene solamente cerca de 100 moléculas.

De hecho, es tan delgada que las moléculas en la exosfera lunar casi nunca colisionan entre sí. En vez de estar constantemente rebotando unas contra otras para crear una masa cohesiva y repleta de moléculas, como ocurre en la atmósfera terrestre, las moléculas en la exosfera lunar vuelan sin impedimentos, como si fuesen balas de cañón microscópicas que siguen trayectorias balísticas curvadas.

Y lo extraño de la exosfera no termina allí. Durante la noche lunar, la exosfera lunar cae casi por completo al suelo (¡imagínese si nuestra atmósfera se cayera durante la noche!). Cuando la luz del Sol regresa, el viento solar levanta nuevas partículas para reponer la exosfera.

ver leyenda

Arriba: En 1968, en muchas ocasiones, el módulo de alunizaje Surveyor 7, de la NASA, fotografió un extraño "brillo en el horizonte" tras la puesta del Sol. Los investigadores ahora creen que el brillo es la luz del Sol dispersada por polvo lunar eléctricamente cargado, la cual flota justo por encima de la superficie lunar. [Ver imagen ampliada]

Del mismo modo, la intensa luz ultravioleta del Sol golpea las partículas del suelo lunar y hace que pierdan electrones, con lo cual las partículas obtienen una carga eléctrica que las hace levitar. Los campos eléctricos en el ambiente levantan estas partículas de polvo cargadas haciéndolas alcanzar alturas de hasta kilómetros por encima de la superficie, conformando de este modo una parte importante de la exosfera.

Los astronautas lunares tendrán que vivir y trabajar en este ambiente bizarro; de modo que los científicos desean tener una mejor idea de lo que es la exosfera y de su extraño comportamiento. El polvo en levitación puede introducirse en los equipos, los trajes espaciales y las computadoras, causando daños y acortando la vida útil de los aparatos. De hecho, el polvo lunar hizo estragos en los trajes espaciales de la misión Apollo, que llegaron casi deshilachados cuando los astronautas regresaron a la Tierra. El hecho de saber cuánto polvo flota en la exosfera y cómo se comporta ayudará a los ingenieros a diseñar los dispositivos lunares de nueva generación.

Después de su lanzamiento, en 2012, los espectrómetros y los detectores de polvo del LADEE medirán las concentraciones de 18 compuestos químicos diferentes en la exosfera, incluyendo al metano y al vapor de agua. Estos sensores documentarán de qué manera varían estos compuestos, de un lugar a otro y con el paso del tiempo.

ver leyendaMás allá del valor científico inherente al entendimiento de la composición química de la exosfera lunar, saber cómo se mueven los compuestos químicos dentro de la atmósfera puede ayudar a contestar una pregunta de gran interés para los futuros visitantes humanos en la Luna: ¿cómo se podría tener en la Luna reservas de agua congelada?

Derecha: Esta animación muestra cómo las moléculas individuales pueden moverse cerca de la superficie lunar para formar una exosfera. [Más información]

La evidencia sugiere que la Luna podría alojar depósitos de hielo en las profundidades de los oscuros cráteres de los polos lunares. En la superficie de la Luna, la feroz luz solar podría sublimar rápidamente cualquier hielo y los vapores escaparían hacia el espacio. Pero un cráter oscuro y profundo, en donde se combinara un frío inimaginable con la ausencia de luz solar, podría proveer un medio seguro para preservar agua congelada.

Una idea popular es que los cometas de hielo llevaron agua a la Luna en una serie de impactos, hace mucho tiempo. Pero hay un problema: Incluso si un cometa cayera en uno de esos oscuros cráteres polares en un momento de suerte, el calor del impacto evaporaría la mayoría del hielo. Así que, ¿cómo podrían entonces acumularse cantidades significativas de hielo?

La exosfera lunar podría ayudar.

Supongamos que un cometa se estrella contra la Luna y deja algunas moléculas de H2O sobre la superficie expuesta. El agua podría sobrevivir, esencialmente, brincando hacia la salvación. Las moléculas de agua podrían "saltar" por la superficie lunar escapando hacia la exosfera y luego podrían ser recapturadas por la superficie conforme la exosfera inhala y exhala. Las moléculas individuales de agua podrían moverse de esta manera hasta caer en uno de los oscuros cráteres polares, donde podrían acumularse como hielo sólido.

Los datos proporcionados por el LADEE podrían mostrar si este proceso de "saltos" podría ser utilizado para explicar cómo el hielo de los cometas podría haber encontrado su camino hasta el interior de los cráteres. "Podemos estimar la probabilidad de que el agua de la Luna sea de origen cometario", dice Colaprete.

¡Hay tanta información en una insignificante cantidad de atmósfera! Permanezca en contacto para estar informado sobre más resultados del proyecto LADEE.

 

Créditos y Contactos

Autor: Patrick Barry 
Funcionario Responsable de NASA: John M. Horack
Editor de Producción: Dr. Tony Phillips 
Curador: Bryan Walls

Relaciones con los Medios: Steve Roy
Traducción al Español: Carlos Román
Editor en Español: Angela Atadía de Borghetti
Formato: Carlos Román
El Directorio de Ciencias del Centro Marshall para Vuelos Espaciales de la NASA patrocina el Portal de Internet de Science@NASA que incluye a Ciencia@NASA. La misión de Ciencia@NASA es ayudar al público a entender cuán emocionantes son las investigaciones que se realizan en la NASA y colaborar con los científicos en su labor de difusión.


 


Más información (en inglés y español)

Explorador de la Atmósfera y del Ambiente de Polvo Lunar (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer) —sumario de la misión LADEE, cortesía del Directorio de Misiones Científicas de la NASA.

La Luna y la cola magnética de la Tierra —(Ciencia@NASA)

Tormentas en la Luna —(Ciencia@NASA)

Fuentes en la Luna —(Ciencia@NASA)