Las cosas jamás vistas por el humano que cuatro astronautas podrían encontrar en su viaje alrededor de la Luna y más allá

Por Ashley Strickland, CNN

Cuando la misión Artemis II de la NASA emprenda un viaje de 10 días alrededor de la Luna, la tripulación podrá vislumbrar características de la superficie lunar que ningún otro ser humano ha visto a simple vista.

Mientras los astronautas sobrevuelen el misterioso lado oscuro lunar, que siempre mira en dirección opuesta a la Tierra, verán una parte de la Luna que los astronautas del Apolo no pudieron observar debido a las órbitas de sus cápsulas.

La próxima misión histórica, que se espera despegue a principios del próximo marzo, marcará la primera vez en más de 50 años que los humanos se aventuren a las cercanías de la Luna y dará inicio a una nueva ola de exploración lunar que podría responder preguntas eternas sobre el satélite natural de la Tierra.

“Hemos estado observando la Luna a lo largo de la historia humana, e incluso ha sido visitada por astronautas y varias misiones robóticas”, dijo Jeff Andrews-Hanna, profesor en el Laboratorio Lunar y Planetario de la Universidad de Arizona. “Sin embargo, aún hay muchas cosas que no entendemos sobre la Luna a un nivel muy básico”.

Las muestras cruciales recolectadas durante las misiones Apollo a finales de los años 1960 y principios de los 70 sentaron las bases para nuestra comprensión actual de la Luna, dijo. Las rocas y el suelo lunar ofrecieron nuevas perspectivas sobre el origen y la composición de la Luna, y análisis más recientes de muestras Apollo previamente intactas, así como de muestras recuperadas por misiones robóticas, revelaron el sorprendente descubrimiento de agua atrapada en rocas que se creía que estaban completamente secas.

No obstante, las misiones Apollo se aventuraron a sitios similares cerca del ecuador lunar en el lado cercano de la Luna, donde el terreno era plano y los astronautas podían permanecer dentro del alcance de los satélites de comunicación. Como los científicos han llegado a comprender, las muestras no son completamente representativas de la diversidad de la Luna, dijo Andrews-Hanna.

Explorar diferentes regiones lunares con el programa Artemis podría proporcionar un retrato más completo del paisaje y su composición, y descubrir pistas sobre por qué difieren los lados cercano y lejano de la Luna, cuánta agua contiene la Luna y cómo ha evolucionado el brillante cuerpo celeste a lo largo del tiempo.

Además, estudiar la Luna podría arrojar luz sobre capítulos perdidos de la historia temprana de la Tierra, y ayudar a confirmar o refutar la teoría predominante de que la Luna se formó tras el impacto de otro cuerpo celeste que colisionó con nuestro planeta hace millones de años.

“Pienso en la Luna como el octavo continente de la Tierra”, dijo Noah Petro, jefe del Laboratorio de Planetología, Geología, Geofísica y Geoquímica de la NASA en el Centro Goddard de Vuelo Espacial en Greenbelt, Maryland. “Cuando estudiamos la Luna, en realidad estamos estudiando una extensión de la Tierra”.

Y luego está la promesa de lo inesperado.

“Tendremos sorpresas”, dijo Petro, quien también lidera el equipo científico de la misión Artemis III, que tiene como objetivo devolver astronautas a la superficie lunar en 2028. “Por eso exploramos. Si supiéramos lo que vamos a encontrar, no tendríamos que ir”.

Cada vez que una nave espacial se aventura a la superficie de un planeta o un asteroide, lo mejor que puede hacer es traer un recuerdo a la Tierra, dijo Barbara Cohen, científica del proyecto para la misión Artemis IV, otro alunizaje planificado para finales de esta década.

“Aunque no estuvimos allí en el planeta cuando se formó esa roca, la roca registra la historia de lo que estaba ocurriendo en ese momento, así que son realmente, realmente importantes para muchos diferentes emprendimientos científicos”, dijo Cohen.

Después de que las muestras de Apollo fueron retornadas a la Tierra y analizadas, los libros de texto se actualizaron con una gran cantidad de nueva información sobre la Luna.

“Creo que es importante reconocer lo poco que sabíamos sobre la Luna antes del programa Apollo”, dijo Paul Hayne, profesor asociado en el Departamento de Ciencias Astrofísicas y Planetarias en el Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial de la Universidad de Colorado Boulder.

Antes de los alunizajes, los científicos debatían si el satélite se originó en otra parte del sistema solar antes de que el campo gravitatorio de nuestro planeta lo capturara, o si se formó junto a la Tierra o incluso se desprendió de la Tierra en rápida rotación como una masa, dijo Carolyn Crow, profesora asistente en el Departamento de Ciencias Geológicas de la Universidad de Colorado Boulder.

Pero las muestras de Apollo apuntaron a una teoría novedosa sobre cómo la Tierra adquirió una luna tan grande, afirmó Crow.

Dentro de las muestras había anortosita, un tipo de roca ígnea. La anortosita rara vez se encuentra en la Tierra de forma aislada; usualmente existe como un componente mineral de otras rocas. Pero la roca blanca era prevalente en el lado cercano de la Luna, sugiriendo que existieron las condiciones adecuadas para su formación, dijo Crow.

“Lo que se necesita es un estanque de magma muy grande que se cristalice lentamente y toda la anortosita flotará hacia la parte superior del estanque si se enfría lo suficientemente lento”, dijo Crow.

La presencia de anortosita en la Luna sugería que todo el orbe fue una vez un océano de magma o completamente fundido. Además, isótopos, esencialmente huellas químicas para cuerpos planetarios, encontrados en las muestras de roca del Apollo, coincidían con isótopos en el manto terrestre, lo que sugiere que se formaron al mismo tiempo.

En conjunto, estos hallazgos ayudaron a los científicos a llegar a la teoría predominante actual de que un objeto del tamaño de Marte chocó contra la Tierra, expulsando una masa de material fundido de nuestro planeta que se convirtió en la Luna.

“La Tierra no sería el planeta que es hoy si no fuera por el impacto que formó la Luna”, dijo Andrews-Hanna. “Debido a la existencia de la Luna, la Tierra y nuestro clima son mucho más estables, y eso realmente ha sido fundamental para el desarrollo de la vida. No hay duda de que, sin una Luna estabilizando la Tierra, los humanos no hubieran podido evolucionar”.

Las misiones Apollo revelaron elementos del lado cercano lunar que nunca se habían observado.

No obstante, los datos de las sondas mostraron que el lado lejano es completamente diferente, lo que plantea preguntas que han preocupado a los científicos desde que terminaron las misiones.

“La Luna es asimétrica en casi todos los aspectos, y no sabemos por qué”, dijo Andrews-Hanna. “Esta asimetría global ha afectado cada aspecto de la evolución de la luna y sigue siendo uno de los mayores misterios en la ciencia lunar”.

El lado cercano tiene una corteza delgada, baja topografía y KREEP, un componente geoquímico rico en elementos radiactivos generadores de calor. El material, que quedó de cuando el océano de magma lunar se solidificó, es una combinación de potasio, elementos de tierras raras y fósforo encontrados en las rocas lunares.

Los sitios de aterrizaje de Apollo también estaban agrupados alrededor de las llanuras lunares, o manchas oscuras donde antiguamente fluyó lava, las cuales dan la apariencia del “hombre en la luna”, dijo Hayne.

En cambio, el lado lejano tiene una corteza gruesa, elevaciones más altas y muchos menos indicios de actividad volcánica previa, aseguró Andrews-Hanna.

La Luna puede parecer una roca muerta desde la perspectiva terrestre, pero los instrumentos colocados por los astronautas del Apollo mostraron que es sísmicamente activa, con terremotos lunares que ocurren a medida que el cuerpo celeste se enfría con el tiempo.

“Una de las grandes preguntas que nos gustaría responder es qué está ocurriendo dentro de la Luna”, dijo Hayne.

De manera intrigante, la superficie lunar está cubierta de cráteres que registran los caóticos primeros días del sistema solar cuando los planetas y asteroides chocaban entre sí. Gran parte de ese registro ha desaparecido de la superficie terrestre debido a la erosión y otros procesos naturales, pero la Luna sigue siendo una cápsula del tiempo perfecta.

“Comprender la historia del bombardeo temprano de impactos en la Luna y en la Tierra es realmente clave para entender el origen de la vida en la Tierra”, dijo Andrews-Hanna. “Toda la evidencia parece indicar que tan pronto como la tasa de impactos disminuyó lo suficiente como para que la superficie fuera estable, la vida surgió”.

Las misiones Apollo 14 y Apollo 15 se aventuraron cerca de Mare Imbrium, uno de los cráteres más grandes del sistema solar, y recolectaron eyecciones, o material expulsado por el impacto inicial y esparcido por gran parte del lado cercano lunar.

Se cree que Imbrium es uno de los cráteres más jóvenes de la Luna, formado entre hace 3.850 y 3.920 millones de años.

“Para poder abordar cómo era la Luna antes de Imbrium, tienes que ir a algún lugar que no haya sido pintado con este gran pincel, lo que significa algo como el polo sur o el lado lejano”, dijo Cohen.

Ahora, los científicos quieren determinar cuándo se formaron otros cráteres de impacto en la Luna, especialmente la cuenca del Polo Sur-Aitken. Con una extensión de casi una cuarta parte de la superficie lunar, el cráter, que se encuentra en el lado lejano de la Luna, es el más grande, con un diámetro de aproximadamente 2.500 kilómetros. Tiene más de 8 kilómetros de profundidad.

Un impacto tan gigante podría haber sido responsable de dar a la Luna su naturaleza asimétrica. Se cree que la cuenca del Polo Sur-Aitken es el cráter más antiguo de la Luna, pero se desconoce su edad exacta, por lo que es un objetivo principal para las futuras misiones Artemisa.

“Comprender su edad es como encontrar esta piedra Rosetta de la historia temprana del sistema solar”, dijo Petro.

Un alunizaje no está planeado hasta Artemisa III, durante la cual dos astronautas se aventurarán a la región del polo sur lunar. Actualmente, se espera que la misión se lance para 2028, según la NASA.

Pero las observaciones de la próxima Artemisa II podrían informar sobre la selección de futuros sitios de aterrizaje.

Durante Artemisa II, cuando la cápsula Orión que alberga a los astronautas realice su aproximación más cercana a la Luna, el cuerpo celeste parecerá del tamaño de un balón de baloncesto sostenido con el brazo extendido, de acuerdo con la NASA.

Orión volará entre 6.437 y 9.656 kilómetros por encima de la superficie lunar, mucho más alto que los módulos de comando Apollo que volaban alrededor de la Luna a 112 kilómetros por encima de su superficie o el Orbitador de Reconocimiento Lunar, una misión robótica que ha estado orbitando la Luna desde 2009 y que se acerca a 48 kilómetros de su cara llena de cráteres.

Durante la misión Artemisa II, todo el disco de la Luna estará a la vista, incluidas las áreas normalmente sombrías cerca de los polos lunares.

La tripulación de Artemisa II, que incluye a los astronautas de la NASA Reid Wiseman, Victor Glover y Christina Koch, y al astronauta de la Agencia Espacial Canadiense Jeremy Hansen, ha recibido una extensa capacitación en geología en análogos lunares en la Tierra, como Islandia.

Durante su vuelo de tres horas sobre el lado lejano de la Luna, los astronautas capturarán imágenes de cráteres de impacto y antiguos flujos de lava, además de describir lo que ven a los científicos en el Centro Espacial Johnson de la NASA, quienes están preparados para ofrecer orientación y análisis en tiempo real.

“En Artemisa II, las preguntas específicas que estamos haciendo son realmente únicas respecto a lo que el observador humano puede hacer”, dijo Petro. “Un par de ojos bien entrenados es el mayor experimento que podemos enviar a cualquier lugar del universo porque está unido a su propia curiosidad”.

Dependiendo de la trayectoria de Artemisa II, la cual se determinará en función de la fecha exacta de lanzamiento, la tripulación podría presenciar una región previamente en sombra llamada la Cuenca Oriental. El cráter, que tiene 965 kilómetros de ancho, representa una región de transición clave entre los lados cercano y lejano de la Luna.

La tripulación también podría observar destellos de luz distintos cuando rocas espaciales impacten la Luna, o polvo flotando por encima del borde de la Luna, un fenómeno misterioso que los científicos aún no comprenden completamente.

Regresando a la superficie durante Artemis III y Artemis IV, los astronautas capturarán observaciones, instalarán experimentos y recogerán muestras de su sitio de aterrizaje en el polo sur, cuyos detalles aún están por determinarse.

Entre las misiones Apollo y las misiones robóticas a la luna, solo se ha muestreado el 5 % de la superficie lunar, dijo Crow.

Las muestras del polo sur, como aquellas que contienen material expulsado del interior lunar hace más de 4.000 millones de años, podrían arrojar luz sobre un capítulo desconocido de la turbia historia de la Luna, dijo Andrews-Hanna.

Sismómetros, como los que se colocaron en el lado cercano de la Luna durante la era Apollo, serán dejados en el polo sur para determinar si los moonquakes (sismos lunares) pueden ser detectados en el lado lejano. Rastrear el paso de las ondas sísmicas mientras se mueven a través de la luna también podría revelar más sobre su interior.

Otros misterios persisten en el polo sur lunar, como cuánto hielo está atrapado en las regiones permanentemente sombreadas de la Luna.

“El santo grial, desde mi punto de vista, es cuánto hielo hay y de dónde vino”, dijo Hayne. “Si logramos obtener una muestra, tal vez podríamos averiguar de dónde provino esa agua y, por extensión, de dónde obtuvo su agua la Tierra”.

Se llevará un congelador a la Luna durante el tercer aterrizaje lunar planeado del programa Artemis, Artemis V, lo que permitirá el regreso de muestras congeladas a la Tierra, dijo Cohen.

“Realmente estamos tratando de ir a estos cráteres polares profundos donde creemos que podría haber agua, para que podamos entender la historia del agua en la Luna, sobre la cual Apollo absolutamente no sabía nada”, dijo.

Artemis suele ser elogiado como el programa de la Luna a Marte porque la tecnología y la infraestructura desarrolladas para las misiones lunares de mayor duración podrían sentar las bases para eventualmente enviar misiones tripuladas a Marte.

Es apropiado, dijo Petro, porque en 1.000 millones de años, Marte perderá los últimos vestigios de su atmósfera tenue y se volverá más como la Luna.

“Me gusta pensar en el conjunto de tres: Tierra, Luna y Marte”, dijo Petro. “Y si entendemos esos tres objetos, tenemos un buen entendimiento de cómo funcionarían los planetas en cualquier parte. Y la luna es el mejor lugar para empezar a hacer esos descubrimientos”.

El amor de Petro por la luna se encendió gracias a su padre, quien fue ingeniero eléctrico en el desarrollo del módulo lunar Apollo, así como de las mochilas que los astronautas llevaban en la superficie lunar, ambos indispensables para mantener con vida a las tripulaciones en un entorno increíblemente hostil. Su padre iluminó la exploración lunar para Petro, encendiendo su deseo de ayudar a resolver los mayores misterios de la Luna.

“La forma en que hemos explorado la Luna es diversa: misiones de aterrizaje, misiones orbitales, misiones tripuladas”, dijo Petro. “Estamos lejos de tener una imagen completa de la luna, pero estamos construyendo la historia”.

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