Diario lunar: crónica del viaje de la Tierra a través del espacio y el tiempo visto desde la Luna Understand article

Traducido por José L. Cebollada. Las claves para comprender la historia de la Tierra, la Vía Lácteay el Universo están escondidas en la superficie de la Luna.

La Luna ha acompañado a la Tierra durante unos 4500 millones de años. Juntas han viajado alrededor del Sol por la Vía Láctea. Se formaron juntas y han evolucionado sufriendo una historia compartida. Hay algo que diferencia a la Luna y la hace científicamente interesante, es la falta de esa atmósfera protectora que tiene la Tierra. No existe viento ni lluvia y tampoco actividad tectónica que modele la superficie. Por este motivo, la Luna tiene en su superficie la historia química y las marcas de su viaje con la Tierra. Guarda evidencias de la historia geológica más antigua.

La Luna nos cuenta la historia de la formación de los planetas rocosos del Sistema Solar y contiene el diario del viaje de la Tierra y la Luna. Nos habla de los lugares por donde ha pasado nuestro planeta y de los compañeros que nos hemos encontrado en este viaje.

Este es un artículo en dos partes; en esta primera hablaremos de por qué los científicos quieren volver a la Luna, de las cuestiones científicas que quedan por resolver y de la importancia de conocer esas respuestas. El segundo artículo (en el siguiente número) se centrará en el reto de volver a Luna y aclarar estos interrogantes.

Entre 1969 y 1972 el ser humano ha aterrizado seis veces en la Luna. En el 72 tus alumnos aún  no habían nacido, los móviles no existían, los ordenadores apenas cabían en una habitación y el estado de la ciencia y la tecnología era, comparado con el actual, muy rudimentario. La ciencia y la tecnología han avanzado mucho desde que los primeros humanos pisaran la Luna. Ahora la exploración lunar se aborda de diferente manera.

Las seis misiones Apollo han puesto 12 hombres en la superficie de la Luna^w1. Se trajeron 382 kg de rocas lunares^w2. La Unión Soviética tuvo también un programa de exploración lunar bastante active aunque no enviaron misiones tripuladas, sólo robots^w3. De las muchas misiones robotizadas que se han enviado a la Luna, la Unión Soviética trajo unos 300 g de rocas lunares^w2,w4.

Las muestras lunares de las misiones Apollo están en Houston, Tejas, EE.UU. y las del programa soviético en el Instituto Verndasky en Rusia. Aún se siguen estudiando las muestras y siguen produciendo nuevos resultados científicos.

Aunque hemos visitado la Luna, apenas si hemos arañado la superficie del vasto conocimiento que nos puede aportar la Luna para entender más sobre nosotros. Unos extraterrestres que aterrizaran en una duna del desierto del Sáhara no podrían decir que han explorado y que ya conocen y comprende toda, África; así es nuestro conocimiento actual de la Luna.

Historia de la Tierra y del Sistema Solar

La formación de la Luna es aún motivo de debate científico. La teoría más aceptada es que un gran cuerpo llamado Theia se estrelló contra la Tierra, se destruyó y causó un gran cataclismo en la Tierra. Del impacto salió una gran nube de restos que con el tiempo compactaron para formar la Luna. Sin embargo hay algunas inconsistencias en esta idea y los modelos numéricos no muestran a la Tierra y la Luna como son en realidad.

Nuevos análisis químicos de rocas lunares de procedencias diferentes darían más información sobre la composición de la Luna y ampliarían nuestra comprensión sobre cómo se formó la Luna (ver Herwartz et al., 2014, para evidencias de Theia en muestras del suelo lunar).

La edad de las muestras de suelo lunar se determinan mediante el análisis de la relación padre/hijo de diferentes radioisótopos^w6. Por extensión, se usa este método para identificar la edad de terrenos y cráteres de los que se poseen muestras^w7.  Cuando los científicos combinan esta información con el número de cráteres en una zona concreta pueden estimar cuántos meteoritos han impactado. A partir de esta información se pueden estimar la antigüedad de los cráteres superficiales de la Luna y de otros objetos del Sistema Solar. Cuanto mayor es el conocimiento sobre la historia de los impactos en la Luna se pueden hacer deducciones más precisas sobre la historia de los impactos en la Tierra que se han borrado por el paso del tiempo de manera natural, por ejemplo, por la lluvia o por la tectónica de placas.

La misión de la NASA Lunar Crater Observation and Sensing Satellite (LCROSS) confirmó que había hielo y gases congelados (metano, amoniaco, hidrógeno, monóxido y dióxido de carbono) en los polos lunares que están siempre a la sombra^w8. El hielo lunar es una mezcla del hielo que quedó en la superficie durante los impactos y su análisis nos puede ayudar a comprender los orígenes del agua en la Terra. Además, se cree que el hielo lunar puede constituir una buena trampa para gases y por tanto un buen lugar para buscar gases y encontrar productos de reacciones que pudieran haber formado parte de una química prebiótica. Algunas teorías sugieren que las moléculas precursoras de la vida podrían haber llegado a la Tierra o formado durante los impactos con hielo^w9, y el análisis del hielo lunar sería útil para entender los primeros estadios de la vida en la Tierra.

El viaje más allá de Marte

La Luna también puede ser un lugar de prueba para misiones a Marte y a otros cuerpos planetarios. Hemos aprendido mucho en ambientes extremos en la Tierra y en la Estación Espacial Internacional (ISS) pero la Luna es un poco más difícil que las misiones que se han llevado a cabo hasta ahora. Marte será un reto aún mayor que la Luna; primero tenemos que resolver las dificultades de la Luna, que está muy cerca, y así aspiraremos a llegar a otros cuerpos planetarios. La Luna puede ser un buen banco de pruebas para:

• Construir una base en otro planeta. Podemos usar la experiencia de bases de investigación  remotas como las del Ártico y la Antártida pero hay mucho que aprender para construir un hábitat fuera de nuestro planeta. Para profundizar en este tema con tus estudiantes puedes consultar este artículo sobre hábitats espaciales^w10.

• Desarrollar e implementar procesos para utilizar los recursos naturales de la superficie lunar. Para reducir la carga de la nave (conocido como  in situ resource utilisation (ISRU)). Los recursos locales pueden aportar el material necesario para construir hábitats que protejan a los astronautas de la radiación, materias primas para los sistemas de habitabilidad e incluso combustible para la exploración del planeta. Su use se está evaluando por las agencias espaciales^w11 y arrojará conocimientos para las misiones a la Luna y a otros planetas.

• Equipamiento para salud y prevención de riesgos como la radiación o el polvo lunar. La experiencia de industrias como las constructoras de centrales  extractoras de minerales  también pueden servir de ayuda después de adaptarlas e implemetarlas para la superficie lunar. Se cree que el agua es un buen escudo para la radiación,  pero ¿cómo obtenemos agua de la Luna? Es muy difícil transportarla en grandes cantidades desde la Tierra, así que necesitamos encontrarla o fabricarla en la Luna.

• misiones que operen con escasez de agua- submarinos, las misiones polares o a la ISS pueden ayudarnos a intentar cultivar plantas en la Luna.

• Equipar los hábitats con las instalaciones necesarias – las misiones polares, submarinas y la ISS nos ayudan a confeccionar listas de equipamiento para construir un pequeño taller de mantenimiento en la Luna para construir y reparar pequeñas piezas. Y todo con tres niveles de redundancia para los equipos que permitan asegurar la seguridad de los astronautas.

• Atender emergencias médicas sin personal sanitario –las misiones submarinas, polares y la ISS nos han enseñado mucho, pero aún quedan cosas que aprender como tratar infecciones, realizar pequeñas cirugías o incluso una caries. Una solución podría ser incluir personal médico en la tripulación.

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  Los retos psicológicos de vivir en ambientes extremos, lejos de la familia, amigos y comodidades. Hemos aprendido mucho de misiones aisladas pero se sigue discutiendo sobre cómo estimar el estrés que producirá una misión. Los voluntarios que participan en los ensayos sabe que es un ensayo con fecha de finalización. ¿Cómo se sentirá la tripulación viendo la Tierra cada vez más pequeña desde la pequeña cápsula espacial que les lleva a Marte? No hay manera de simular de manera adecuada estas condiciones.

También la Luna puede ser una parada técnica en las misiones. Se podrían utilizar los recursos lunares para generar combustible y oxígeno. La base en la Luna podría ser un pnto de recogida de recursos de la Tierra y de los fabricados en la Luna desde donde se podrían preparar misiones a otros planetas. La baja gravedad de la Luna hace mucho más fácil lanzar misiones de exploración a otros planetas, requiere mucha menos energía que lanzar desde la Tierra. Las misiones desérticas y polares pueden ser buen lugar para hacer pruebas, pero el mejor lugar, sin duda, es la Luna.

Existen muchas razones científicas y de interés para otras misiones para volver a la Luna.  Hay planeadas en la próxima década misiones no tripuladas de diferentes agencias espaciales y del sector privado. El siguiente reto es determinar cómo podemos llegar allí y cómo traer de vuelta muestras y conocimientos. Estad atentos al siguiente número de Science in School.

Agradecimientos

Gracias a James Carpenter de la Agencia Europea del Espacio por sus valiosos comentarios sobre el artículo.

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