Trucos para detectar agua en la Luna

Próximamente, el satélite Orbitador de Reconocimiento Lunar (LRO) sobrevolará el polo sur de la Luna en busca de agua escondida en el fondo de oscuros cráteres. Para tan difícil tarea, la sonda tiene algunos trucos bajo la manga.

Marzo 27, 2008: Montañas de color gris brillante, salpicadas de cráteres, más altas que el Monte McKinley. Cráteres abismales que podrían engullir varias veces al Gran Cañón.
Algunos mapas de radar del polo sur de la Luna, obtenidos recientemente, revelaron un paisaje absolutamente irregular, al cual los astronautas podrían algún día llamar hogar. Pero, lamentablemente, tales imágenes de radar no aportaron información nueva acerca de lo que podría facilitar mucho la vida en el polo de la Luna: el agua congelada.

Arriba: El polo sur de la Luna, visto desde la Tierra: más información.

Para tener nuevas evidencias sobre la supuesta existencia de hielo en los polos lunares tendremos que esperar al envío de una sonda robot llamada Orbitador de Reconocimiento Lunar (Lunar Reconnaissance Orbiter o "LRO", en idioma inglés). Actualmente, los ingenieros del Centro Goddard para Vuelos Espaciales de la NASA se encuentran recibiendo los nuevos instrumentos científicos, entregados personalmente, y los están integrando al satélite, cuyo lanzamiento está programado para finales de este año.
La Visión para la Exploración Espacial de la agencia ha solicitado el envío de seres humanos de regreso a la Luna para el año 2020 con el fin de establecer posteriormente un puesto lunar habitado por personas. El LRO es la primera de una serie de sondas robot que recolectarán datos decisivos sobre la topografía lunar, su ambiente de radiación, las temperaturas y la composición química que los científicos de la NASA necesitan para planear las misiones tripuladas.


Durante el año que permanecerá el LRO en órbita alrededor de la Luna, la sonda otorgará a los científicos datos sin precedentes para poder saber si el hielo lunar yace en algún lugar del terreno de nuestro satélite natural.
La mayor parte de la Luna está completamente seca. La temperatura de la superficie puede exceder los 100 °C durante el día lunar y la gravedad allí es demasiado débil como para impedir que el agua que se evapora salga flotando hacia el espacio. El agua congelada, si es que existe, yace solamente en el fondo de abismales cráteres que miden 4 km (2,5 millas) de profundidad. Algunos lugares dentro de tales cráteres se encuentran permanentemente en sombra y allí las temperaturas descienden hasta alcanzar los -240 °C (-400 °F). Esto es lo suficientemente frío como para mantener el agua en estado de congelamiento, incluso en la Luna.
El hecho de tener hielo cercano para extraer proporcionaría mucho más que una fuente de agua para beber. Los pioneros lunares podrían utilizar el agua para hacer crecer plantas y luego alimentarse de ellas. También, dividiendo las moléculas de agua con electricidad que provenga de paneles solares se podría producir oxígeno para reponer el aire de los puestos lunares y sería posible obtener gas hidrógeno, un excelente combustible para cohetes que podría servir para enviar el vehículo de retorno de los astronautas. (El combustible de las turbinas principales del Transbordador Espacial es hidrógeno líquido).

Tentadoras pistas obtenidas por orbitadores robot anteriores sugieren que estos cráteres podrían albergar hasta un kilómetro cúbico de agua. Las misiones Lunar Prospector (Prospector Lunar) y Clementine (Clementina), de los años 90, hallaron evidencia indirecta de agua o de algún otro compuesto hidrogenado en los cráteres de los polos lunares. Lamentablemente, los datos dan lugar a la incertidumbre.

Derecha: Este mapa del polo sur de la Luna, trazado por el orbitador Lunar Prospector, muestra en color azul las zonas donde el agua, o algún otro compuesto rico en hidrógeno, podría localizarse: más información.

"La tarea de la misión LRO es acabar con tal incertidumbre", dice Alan Stern, jefe del Directorio de Misiones Científicas, en las oficinas centrales de la NASA, en Washington, D.C.
Pero confirmar la existencia de hielo desde un punto en órbita a 50 km sobre la superficie puede ser algo complicado. Cuatro de los instrumentos científicos del LRO buscarán diferentes pistas que indiquen la presencia de hielo. Si los cuatro instrumentos apuntan hacia el mismo lugar, nos convenceríamos de que efectivamente existe hielo, dice Richard Vondrak, de la NASA, científico del proyecto LRO. "Yo espero que, de una vez por todas, el LRO realmente responda la pregunta sobre si hay hielo de agua en el polo", relata Vondrak.
La manera más fácil de confirmar si existe hielo de agua en aquellos profundos cráteres sería simplemente ir y mirar. Pero, sin la luz difusa de un cielo azul y de nubes blancas, las sombras en la Luna son mucho más nítidas y más oscuras que las sombras aquí en la Tierra.
Para mirar hacia el interior de estos cráteres negros como la tinta, el LRO usará una fuente de luz distinta: la luz de las estrellas. Uno de los instrumentos a bordo del LRO puede, de hecho, "ver" la luz de las estrellas reflejada por la superficie lunar. Esto es porque dicho instrumento, llamado Proyecto de Cartografía Lyman-Alfa (Lyman-Alpha Mapping Project o LAMP, en idioma inglés), detecta luz ultravioleta. Las estrellas distantes están relativamente cerca en un cierto rango de longitudes de onda ultravioletas y, además, el hielo de agua crea una marca característica en el espectro de la luz ultravioleta reflejada, una "huella digital" espectral que podría ayudar a confirmar la presencia de agua.





Arriba: Concepto artístico del LRO en acción: más información

Asimismo, un rayo láser, ubicado a bordo del LRO, iluminará brevemente algunos puntos sobre la superficie lunar. El propósito de estos pulsos de láser es trazar mapas del contorno de la superficie lunar, pero el sensor, denominado Altímetro Láser del Orbitador Lunar (Lunar Orbiter Laser Altimeter o LOLA, en idioma inglés), también medirá el brillo de la luz reflejada del láser. Si las reflexiones de los cráteres permanentemente en tinieblas son levemente más brillantes que en otros lugares, podría significar la presencia de cristales de hielo.
Los cristales de hielo en el suelo lunar tendrían otro efecto interesante: absorberían neutrones.
La Luna recibe constantemente rayos cósmicos de alta energía que provienen del espacio profundo y, cuando estas partículas golpean la superficie lunar, crean neutrones que son enviados de regreso al espacio. El LRO llevará a bordo un detector de neutrones llamado Detector de Neutrones en Exploración Lunar (Lunar Exploration Neutron Detector o LEND, en idioma inglés). Si el LRO sobrevuela una vasta extensión de terreno que contenga hielo escondido en cráteres profundos, el LEND medirá una disminución en la cantidad de neutrones que irradian desde abajo.
Como confirmación final, el LRO llevará consigo un tipo de termómetro llamado Diviner. Este instrumento trazará mapas de las amplias variaciones de temperatura en la superficie lunar, incluyendo los cráteres que se encuentran permanentemente oscuros. Aun si los otros tres instrumentos sugieren que hay hielo en un cráter, el Diviner deberá mostrar, también, que allí abajo la temperatura es lo suficientemente fría como para evitar que el hielo se evapore.
Si el LRO encuentra hielo en aquellas frías y oscuras profundidades, éste podría ser el hallazgo más espectacular registrado hasta la fecha en el ya de por sí imponente paisaje lunar.