La geocorona de hidrógeno que rodea a la Tierra. El círculo inscrito en la nube representa la posición y dimensiones terres- tres. Imagen capturada en el 2015 por la sonda PROCYON. Crédito: Universidad Rikkyo, Japón.
La Luna es el objeto celeste más cercano a la Tierra, a tan “sólo” unos 380,000 km, de forma que a la luz le toma apenas 1.3 segundos en recorrer esa distancia. Estudios recientes revelan que la Luna se formó hace unos 4.46 mil millones de años, cuando nuestro sistema planetario estaba en su infancia. Por cierto, se trató de un proceso de formación cataclísmico, ya que de acuerdo con la evidencia existente, la Luna emerge como parte de los restos de una gran colisión a escala planetaria entre la recién formada Tierra y un planeta de las dimensiones de Marte; es decir, que tendría la mitad de las dimensiones de la Tierra y poco más de un décimo de la masa terrestre.
Además de las observaciones desde tierra, se han proyectado y llevado a cabo numerosas misiones espaciales cuyos objetivos han sido sobrevolar la Luna o bien alunizar para estudiar in situ las propiedades de nuestro satélite natural. Esta aventura en las cercanías de la Luna inició en 1958 con las misiones Pioneer 0, 1, 2 y 3 de los EEUU y las misiones Luna 1958A y B de la extinta Unión Soviética. Estos primeros intentos por llegar a la Luna fracasaron en sus objetivos, que fueron tecnológicamente y científicamente muy variados, pero marcaron las bases para identificar problemas tanto en las plataformas de lanzamiento, como en los cohetes que las llevarían a territorio selenita. Después de estos intentos iniciales se han desarrollado y llevado a cabo decenas de misiones, la mayoría exitosas, por parte de un reducido número de países o agencias con la capacidad tecnológica para llevarlas a cabo; EEUU, Rusia, Japón, China, India, la Unión Europea a través de la Agencia Espacial Europea (multinacional) y los Emiratos Árabes Unidos.
Para muchos, el primero de los vuelos tripulados a la Luna, el Apolo 11, ha quedado en nuestra memoria, con los astronautas Neil Armstrong, Michael Collins y Edwin “Buzz” Aldrin, quienes sin duda representaron un gran ejemplo a seguir por quienes éramos niños en aquel entonces, y también para las generaciones posteriores. El Apolo 11 despegó de Cabo Kennedy el 16 de julio de 1969, y cuatro días después el astronauta Neil Armstrong dejó sus huellas sobre la superficie lunar y pronunció aquellas famosas palabras “Un pequeño paso para el hombre, un gran salto para la humanidad”. Después del Apolo 11 hubo otras cinco misiones lunares tripuladas: los Apolo 12, 14, 15, 16 y 17. Desde 1972, año del vuelo del Apolo 17, no se ha regresado a la Luna con misiones tripuladas. Han habido, sin embargo, decenas de misiones no tripuladas que incluso han depositado rovers, esos pequeños vehículos todo terreno, para estudiar en detalle el suelo lunar. El primero de estos rovers exitosos fue el Luna17/Lunokhod1 de la Unión Soviética el cual viajó por casi 11 km sobre suelo lunar y obtuvo 20 mil imágenes de televisión del paisaje a lo largo de casi un año.
La Luna es ahora objeto de estudio para, entre otros aspectos, identificar los materiales que podrían servir para tener una constante presencia humana sobre su superficie. Por ejemplo, la búsqueda de agua en el polo sur que parece estar en el subsuelo lunar de acuerdo con evidencia brindada por diversas misiones lunares, entre otras el Lunar Prospector de la NASA. En este sentido, hace apenas tres meses la sonda Chandrayaam-3 logró por primera vez visitar el polo sur lunar y confirmó las capacidades de la Agencia Espacial de la India (ISRU, por sus siglas en inglés) de alunizar suavemente, así como depositar y controlar un rover a esa distancia. Chandrayaam-3 también tenía diversos objetivos científicos en general asociados al estudio de la composición química y mineralogía del suelo lunar.
Durante muchos años la Luna también se ha pensado como una plataforma de observación astronómica, en particular desde una perspectiva radioastronómica, ya que el lado oscuro de la Luna representa un lugar privilegiado para ese tipo de observaciones. Hasta la fecha el único instrumento astronómico, necesariamente robótico, que se ha instalado en la Luna es el Lunar-based Ultraviolet Telescope (LUT) desarrollado por China. LUT fue llevado a la Luna como parte de la misión Chang’e 3 en el año 2013. Se trata de un pequeño telescopio de 15 cm de diámetro sensible en la banda del cercano ultravioleta que logró escudriñar por primera vez el cielo desde la Luna. Tuvo muchos objetivos científicos, aunque quizá el máximo logro fue que se pudo controlar el primer telescopio robótico sobre el suelo lunar.
Finalmente, deseo mencionar una misión espacial con contribución poblana: el Observatorio Ultravioleta Lunar (OUL). OUL es un proyecto liderado por la doctora Ana Inés Gómez de Castro, investigadora de la Universidad Complutense de Madrid, España, y consistirá de un satélite cubo (cubesat) de 12 unidades que operará en una órbita lunar a 500 km de la superficie. Está diseñado para monitorear la respuesta a las erupciones solares de las capas más exteriores de la atmósfera terrestre; las denominadas exósfera y magnetósfera. La Luna proporciona un punto de observación privilegiado para este propósito tanto por la distancia como por la órbita. OUL operará en el lejano ultravioleta; intervalo del espectro electromagnético entre 115 – 175 nanómetros de longitud de onda, capaz de obtener imágenes de gran campo (20 grados x 20 grados). Por su diseño, OUL obtendrá también valiosa información, entre otros tópicos científicos, sobre la composición química de la Luna, a través del análisis ultravioleta de la posible hidratación de las rocas, y de los asteroides cercanos a la Tierra, de los cometas y estudios en general de la región del espacio con influencia de viento y campo magnético solares (heliósfera). Su sensibilidad permitirá estudiar la magnetósfera de Júpiter, la variabilidad de las estrellas más masivas que nuestro Sol y las super-fulguraciones de estrellas como nuestro Sol o más pequeñas en nuestro vecindario, que se caracterizan por ser magnéticamente muy activas.
En el ámbito de la Astrobiología —ciencia que estudia el origen, la evolución y la distribución de la vida en el Universo, inclusive más allá de los confines del sistema solar—, estudios sobre la exósfera terrestre son de especial importancia ya que permiten comprender mejor el efecto de la radiación del Sol en la atmósfera terrestre y, en consecuencia, el efecto de la radiación estelar en las atmósferas de los más de 5 mil 600 planetas confirmados más allá del sistema solar; los llamados exoplanetas.
La exósfera terrestre, principalmente compuesta de hidrógeno, es extremadamente extendida, hasta 250,000 km de la superficie terrestre, una característica conocida hasta hace muy poco cuando fue detectada por la sonda PROCYON de la Agencia Espacial Japonesa. El estudio de esta exósfera extendida es de la mayor relevancia para comprender, por ejemplo, el fenómeno llamado escape atmosférico por efecto de la radiación solar, un fenómeno asociado a la evolución y presencia de componentes químicos en las atmósferas de los planetas.
En virtud de la experiencia en la manufactura de componentes ópticas del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE) de Tonantzintla, Puebla, estamos llevando a cabo pruebas para la construcción de tales elementos para OUL. Debido a que se trata de un telescopio de patrullaje de gran campo, se requiere de un telescopio con una superficie colectora y filtros de reducidas dimensiones (4.9 cm2) y fabricados de fluoruro de magnesio, material apropiado para la reflección y transmisión de la luz ultravioleta. Se trata de material extremadamente delicado que permitirá exponer internacionalmente las capacidades del INAOE en la construcción de componentes ópticas calificadas para el espacio.
Esperamos que pronto podremos compartirles grandes hallazgos con OUL y, junto con el proyecto COLMENA (UNAM), tener pronto presencia mexicana en nuestra admirada Luna.
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