Publicado: 
30 de marzo de 2005

Fuentes en la Luna


Cuando en un futuro cercano los astronautas regresen a la Luna, podrían encontrarse con fuentes electrificadas y otras cosas extrañas.

NASA

Marzo 30, 2005: Es asombroso lo profética que ha sido la ciencia-ficción.

Allá en el 1956, dos años antes de que se crease la NASA, Hal Clement escribió un relato corto denominado "Trapos para el Polvo" (Dust Rag) que fue publicado en Astounding Science Fiction, acerca de dos astronautas que descienden dentro de un cráter en la Luna para investigar unas estrellas tenues cerca del horizonte lunar. Después de descartar una suposición extravagante de que estaban viendo huellas de una atmósfera lunar —"los gases no se comportan de esa manera"— llegaron a la conclusión de que debería ser polvo que de alguna manera había quedado suspendido por encima del suelo. En una conversación, sorprendentemente acertada en relación con la ciencia por venir, uno de los astronautas explica:

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"...El material de la superficie de la Luna es uno de los peores conductores eléctricos imaginables, así que el polvo que está en la superficie recoge y mantiene una carga. ¿Y qué es lo que sucede, mi querido estudiante, a las partículas que llevan cargas eléctricas?

"Se repelen las unas a las otras".

"El sabio de la clase. Y si un círculo de cien kilómetros con un borde de un par de kilómetros de alto es cargado eléctricamente, ¿Qué es lo que le sucede al polvo que se encuentra en él?..."

La respuesta, ofrecida solamente por medio de una descripción narrativa, es que la carga electrostática provocó que el polvo levitara.

Bien, ¡Sorpresa de sorpresas! El escritor Clement estaba más en lo cierto de lo que pensaba. Parece ser que el polvo lunar efectivamente levita por encima de la superficie de la Luna debido a las cargas electrostáticas. Y la primera evidencia llegó casi de la manera como lo había descrito Clement.

A principios de los años 60, antes de la Apolo 11, varias naves espaciales Surveyor que alunizaron, enviaron fotografías en las cuales se apreciaba un brillo crepuscular inconfundible sobre el horizonte lunar, que persistía aún después de la puesta del Sol. Más aún, el distante horizonte entre el suelo y el cielo no aparecía liso como era de esperarse en un vacío donde no existía neblina atmosférica.

Pero lo más sorprendente, los astronautas de la Apolo 17 en órbita de la Luna en 1972 vieron repetidamente y esbozaron lo que ellos denominaron de variadas maneras como "bandas", "chorros" o "rayos de crepúsculo" por unos 10 segundos antes de la salida y el ocaso de la Luna. Tales rayos fueron también reportados por los astronautas de las Apolo 8, 10 y 15.

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Arriba: A la izquierda se ven las luces crepusculares esbozadas por los astronautas de la Apolo 17; a la derecha se observan los rayos crepusculares terrestres fotografiados por Trudy E. Bell. [Más Información]

Aquí en la Tierra vemos algo similar: rayos del crepúsculo. Son ejes de luz y sombras lanzados por los riscos de las montañas al amanecer y a la puesta del Sol. Vemos los rayos cuando pasan a través del aire con partículas de polvo. Quizá en la Luna "los rayos crepusculares" son causados, de igual forma, por las sombras de las montañas que pasan a través del polvo lunar en levitación. Muchos científicos planetarios pensaban eso en los años 70, y algunos escribieron artículos sobre el tema (vea el cuadro de "más información" al final del artículo para encontrar las referencias).

Pero sin una atmósfera, ¿cómo podía el polvo revolotear tan por encima de la superficie de la Luna? Aún en el caso de ser lanzado hacia arriba, digamos que por el impacto de un meteorito, ¿no se volverían a asentar rápidamente las partículas de polvo en el suelo?

Bien, pues no —al menos según el "modelo de fuente dinámica" para el polvo lunar recientemente propuesto por Timothy J. Stubbs, Richard R. Vondrak, y William M. Farrell del Laboratorio para Física Extraterrestre del Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA.

"Parece ser que la Luna tiene una tenue atmósfera de partículas de polvo en movimiento", explica Stubbs. "Utilizamos la palabra 'fuente' para evocar la idea de una fuente de agua: el arco del agua que sale de su conducto parece estática, pero sabemos que las moléculas del agua están en movimiento". De la misma manera, pequeñas partículas de polvo lunar se encuentran constantemente saltando y cayendo de la superficie de la Luna, dando lugar a una "atmósfera de polvo" que parece estática pero que está formada de partículas de polvo en constante movimiento.

electrified hair
Usted puede realizar una experiencia con el modelo de la fuente... encima de su cabeza.

Frote un globo inflado en su cabello y después mantenga el globo unos centímetros por encima. Su cabello se alzará por sí solo para alcanzar el globo. Frotar el globo remueve algunos de los electrones de su cabello, dejándolo con una carga neta positiva. Su cabello cargado positivamente es atraído hacia el globo cargado negativamente.

Ahora fíjese lo que sucede cuando mantiene el globo aún más lejos. Esto es clave: Sus cabellos individualmente se separan unos de otros pero no caen inmediatamente para quedar aplanados en su cabeza. ¿Qué ha sucedido? Cuando quitamos el globo, cada cabello cargado positivamente repele a su vecino también cargado positivamente y parte de su cabello permanece suspendido —igual que lo que sucede con el polvo en la Luna.

En la Luna no hay frotamiento. El polvo es cargado electrostáticamente por el Sol de dos maneras distintas: por la propia luz solar y por partículas cargadas que fluyen desde el Sol (el viento solar).

En el lado iluminado de la Luna, la radiación ultravioleta solar y los rayos X son tan enérgicos que sacan a los electrones fuera de los átomos y moléculas del suelo lunar. Las cargas positivas se acumulan hasta que las más diminutas partículas de polvo lunar (que miden 1 micra o menos aún) son repelidas de la superficie y lanzadas hacia arriba desde unos metros hasta kilómetros de altura, llegando las más pequeñas de estas partículas hasta las mayores distancias, explica Stubbs. Eventualmente vuelven a caer hacia la superficie donde el proceso se repite una y otra vez.

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Arriba: Un esbozo del modelo de la fuente de polvo lunar tomado de "Un Modelo Dinámico Tipo Fuente del Polvo Lunar" (A Dynamic Fountain Model for Lunar Dust) por Timothy J. Stubbs, Richard R. Vondrak y William M. Farrell.

Si eso es lo que sucede en la cara iluminada de la Luna, la siguiente pregunta es, ¿qué sucede en la cara nocturna? Allí el polvo, cree Stubbs, está cargado negativamente. Esta carga procede de los electrones en el viento solar, que fluyen alrededor de la Luna hacia la parte oculta. De hecho, el modelo de la fuente sugiere que la cara nocturna se cargaría a mayores voltajes que la cara diurna, posiblemente lanzando partículas de polvo a mayores velocidades y alturas.

Lado diurno: positivo. Lado nocturno: negativo. ¿Qué es lo que sucede entonces con la línea terminal de la Luna —la línea que se mueve entre la noche y el día al amanecer o al ocaso entre la noche y el día?

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Podrían existir "importantes campos eléctricos horizontales formándose entre las áreas de la noche y el día, así que podría existir un transporte horizontal de polvo", especula Stubbs. "El polvo sería absorbido a través de los laterales de la terminal". Como los mayores flujos involucrarían partículas microscópicas demasiado pequeñas para ser vistas por el ojo humano, un astronauta no notaría el polvo en suspensión pasando con velocidad. Aún así, si él o ella estuvieran en la cara oscura de la Luna, alertas para el amanecer lunar, "el astronauta podría ver un brillo extraño y cambiante que se extendería por todo el horizonte, casi como una cortina de luz danzante". Semejante exhibición se parecería a las pálidas auroras en la Tierra.

Stubbs y sus colegas están trabajando duramente para contestar una serie de fascinantes preguntas. Por ejemplo, existen cráteres profundos en los polos lunares que nunca ven la luz solar. ¿Tendrán estos cráteres un sobrante de carga negativa? Los astronautas necesitan saber, porque en los próximos años, la NASA planea enviar gente de regreso a la Luna y las profundidades de los cráteres son lugares donde podrían encontrar bloques de agua congelada —un recurso crucial para cualquier colonia. ¿Encontrarán también multitud de polvo eléctrico?

La ciencia-ficción se ha convertido en ciencia real.