Ha pasado medio siglo desde la última vez que los humanos recuperaron muestras de la superficie de la luna, y finalmente estamos regresando, también con mejor tecnología.
Con el exitoso vuelo de prueba Artemisa 1 en diciembre y 50 años después de la última misión lunar Apolo en 1972, los astrónomos y entusiastas del espacio están llenos de entusiasmo por el regreso de la humanidad a la luna. Los científicos planetarios, sin embargo, están particularmente ansiosos por que la ciencia provenga de futuras misiones Artemisa tripuladas y exploradores robóticos complementarios. En la Reunión de Otoño de la Unión Geofísica Americana de 2022 en diciembre, los científicos lunares compartieron algunos de los misterios que están persiguiendo utilizando datos del programa Apolo y más allá, y cómo Artemisa ofrecerá una comprensión más completa de nuestra luna.
Aunque las misiones Apolo fueron hace décadas, las muestras lunares devueltas de esos viajes todavía mantienen ocupados a los científicos. Desde pequeñas cuentas de vidrio hasta cristales formados en magma, las rocas y minerales en las muestras de Apolo son un objetivo principal para los geólogos interesados en la historia volcánica de la luna. La luna no tiene volcanes activos ahora, pero estaba bastante ocupada en sus primeros años: los famosos «mares» de la luna conocidos como yegua son en realidad llanuras de lava endurecida.
Aleksandra Gawronska, científica planetaria de la Universidad de Miami en Ohio, utilizó cristales de rocas lunares como un registro de lo que sucedió en el magma de hace mucho tiempo. Esta es una técnica utilizada a menudo por los geólogos de la Tierra, que los científicos planetarios ahora están traduciendo a la luna. Y ahí no es donde terminan las similitudes: Gawronska les dijo a sus colegas que, según sus resultados, «los sistemas magmáticos lunares podrían imitar a sus contrapartes terrestres».
Las misiones Apolo a las tierras altas lunares también utilizaron experimentos sísmicos, que detectaron famosos «terremotos lunares» que permitieron a los científicos sondear la estructura interna de la luna y medir la profundidad del suelo lunar, conocido como regolito, que se forma a medida que el lecho rocoso se descompone. Las observaciones de Apolo apuntaron a un suelo de 16 pies de profundidad (5 metros) en las regiones volcánicas oscuras conocidas como yegua, y regolito de 33 pies (10 m) de espesor en las tierras altas más antiguas y con más cráteres. «Los flujos de lava recientes [como la yegua] han estado expuestos a menos impactos», dijo Schelin Ireland, también científico planetario de la Universidad de Miami, durante otra presentación. «El regolito es mucho más delgado en estas áreas jóvenes».
Sin embargo, las misiones Apolo se dirigieron específicamente a cráteres jóvenes y frescos en las tierras altas, que son bastante raros, por lo que a Irlanda le preocupa que los datos no sean representativos de cómo es realmente la mayor parte de la luna. El trabajo reciente que compartió en la conferencia lo confirma, indicando que gran parte del regolito de la luna es incluso más profundo que lo que los experimentos Apolo observaron alrededor de los pocos cráteres jóvenes que los astronautas han visitado hasta la fecha. Las misiones futuras deberán tener esto en cuenta y explorar áreas más diversas.
Hablando de futuras misiones, ya se planea analizar una faceta diferente de la geología lunar: el magnetismo de la luna. Sarah Vines, científica planetaria del Laboratorio de Física Aplicada Johns Hopkins en Maryland, está trabajando en la misión Lunar Vertex de la NASA, una combinación de sonda y rover programada para lanzarse en 2024. Este proyecto explorará rocas magnéticas en la superficie de la luna, que son desconcertantes ya que actualmente la luna no tiene campo magnético para formarlas. «Ese es uno de los grandes misterios aquí», dijo Vines en una presentación. «¿Cómo han surgido estas anomalías magnéticas y cómo han evolucionado con el tiempo?»
Los científicos planetarios también están utilizando datos de misiones lunares más recientes, como el impactador LCROSS que golpeó el cráter Cabeus en el polo sur lunar en 2009, para encontrar materiales útiles como agua, hidrógeno y oxígeno en la luna. La mayoría de estos materiales volátiles existen en regiones permanentemente sombreadas (PSR) en los suelos de los cráteres cerca de los polos de la luna que nunca ven la luz solar. Cómo llegaron esos materiales allí (y exactamente cuánto hay) sigue siendo un misterio, y uno en el que los astrónomos están trabajando activamente con esos preciados datos de LCROSS.
Artemisa 1 proporcionó otra herramienta para investigar PSR a través de uno de los pequeños cubesats que transportó hacia la luna. El Mapeador de Hidrógeno Polar Lunar (LunaH-Map) es solo «aproximadamente del tamaño de una gran caja de cereales», según Craig Hardgrove, científico planetario de la Universidad Estatal de Arizona e investigador principal de la misión LunaH-Map. Su objetivo era mapear los depósitos de hidrógeno en el polo sur lunar, mirando 3 pies (1 m) en la superficie a través de una serie de sobrevuelos cercanos. Aunque el instrumento a bordo de LunaH-Map está vivo y bien, el sistema de propulsión está teniendo problemas, dijo Hardgrave a sus colegas. Si el equipo no lo reinicia a mediados de enero, es posible que LunaH-Map no pueda mapear esos depósitos después de todo.
Sin embargo, hay muchas misiones en las etapas de planificación, por lo que LunaH-Map no es de ninguna manera nuestra última oportunidad para profundizar en los PSR. Otra pregunta sobre estos extraños depósitos es por qué no son aún más grandes. Algunos astrónomos piensan que los impactos de micrometeoroides podrían desprenderse de parte del hielo, filtrando el contenido al espacio. Los micrometeoroides, pequeños trozos de roca y otros desechos que se mueven a altas velocidades, también son un peligro crítico para la seguridad de cualquier tripulación o equipo en el espacio, y limitarían el tiempo que una nave espacial puede operar sin daños en la luna.
Los científicos también están diseñando un nuevo instrumento, el Monitor de Meteoroides Lunar, o LMM, que esperan pueda contar estos impactos como parte del programa Artemisa. Las misiones Apolo reunieron mediciones similares, pero este nuevo proyecto sería una actualización tecnológica significativa. LMM no solo determinaría el riesgo de impactos de micrometeoroides, sino que también «nos permitiría identificar y mapear recursos en PSR lunares», según Alex Doner, científico planetario de la Universidad de Colorado Boulder que trabaja en el proyecto.
Todas estas exploraciones geológicas están allanando el camino para una mejor comprensión de nuestro vecino celestial más cercano. Este mejor conocimiento de la estructura lunar, la geología y los depósitos de agua es clave para comprender tanto la historia de nuestro sistema solar como cómo los humanos podrían vivir algún día en la luna.
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Fuente: space.com