Un impacto lunar revela que hay más que agua en la Luna

Octubre 21, 2010: Casi un año después de anunciar el descubrimiento de moléculas de agua en la Luna, los científicos han dado a conocer nuevos datos, los cuales han sido proporcionados por el Satélite de Observación y Detección de Cráteres Lunares (Lunar CRater Observation and Sensing Satellite o LCROSS, en idioma inglés) y por el Orbitador de Reconocimiento Lunar (Lunar Reconnaissance Orbiter o LRO, en idioma inglés), ambos de la NASA. Y los nuevos datos indican que hay más que solamente agua.

Concepto artístico de la nave LCROSS acercándose a la Luna, en octubre de 2009. [Más información]

Estas misiones hallaron evidencia de que el suelo lunar de los oscuros cráteres es rico en materiales utilizables. Además, la Luna parece estar aún químicamente activa y tiene un ciclo del agua completo. Los científicos también confirmaron que el 'agua lunar' se encuentra en algunos lugares principalmente en forma de cristales de hielo puros.

Estos son los resultados más destacados de seis artículos de investigación que se publicaron en la edición del 22 de octubre de la revista Science (Ciencia, en idioma español).

El 9 de octubre de 2009, los impactos que tuvieron lugar en el cráter Cabeus (Cabeo), de la Luna, y que fueron ocasionados por la nave LCROSS y por un segmento de cohete vacío que la acompañaba, levantaron una estela de material que quizás no había estado expuesto a la luz solar durante miles de millones de años. Mientras la estela se elevaba casi 16 kilómetros (10 millas) por encima del borde del cráter, los instrumentos ubicados a bordo de LCROSS y de LRO realizaron observaciones del cráter y de los escombros y de las nubes de vapor. Los impactos provocaron que granos de hielo de agua casi puros se elevaran hacia la luz solar, en el vacío del espacio.

"El hecho de ver granos de hielo de agua casi puros en la estela quiere decir que, de alguna manera, el hielo de agua fue depositado en la Luna en el pasado, o que procesos químicos han provocado acumulaciones de hielo en grandes cantidades", dijo Anthony Colaprete, quien es un científico del proyecto LCROSS e investigador principal en el Centro de Investigaciones Ames, de la NASA.

Además de agua, la estela contenía otros elementos "volátiles". Éstos son compuestos que se congelan con el frío de los cráteres lunares, pero que se evaporan con facilidad una vez que son calentados por la luz del Sol. El conjunto de instrumentos de las naves LCROSS y LRO determinó que quizás hasta un 20 por ciento del material levantado por el impacto de la nave LCROSS está compuesto por elementos volátiles, entre los cuales se encuentran metano, amoníaco, gas de hidrógeno, dióxido de carbono y monóxido de carbono.

Un mapa de la temperatura superficial del polo sur lunar realizado por el Experimento Radiométrico Lunar Diviner, ubicado a bordo de la nave LRO. En el mapa se observan varios cráteres de impacto intensamente fríos, los cuales podrían atrapar el hielo de agua y otros componentes congelados que comúnmente se observan en los cometas. Las temperaturas máximas aproximadas a las cuales estos compuestos podrían permanecer helados durante miles de millones de años se indican en la barra de la derecha. [Imagen ampliada]

"La diversidad y abundancia de los elementos volátiles en la estela sugieren que éstos provienen de una variedad de fuentes, como cometas y asteroides, y que existe un ciclo del agua activo en las sombras lunares", dice Colaprete.

Los instrumentos también descubrieron una gran cantidad de metales livianos, como sodio, mercurio y, posiblemente, incluso plata. Los científicos piensan que el agua y la mezcla de elementos volátiles que detectaron LCROSS y LRO podrían ser residuos de un impacto cometario. Según los investigadores, estos volátiles productos químicos secundarios son evidencia de que existe un ciclo a través del cual el hielo de agua reacciona con los granos del suelo lunar.

El instrumento Diviner (Adivino, en idioma español), que lleva a bordo la nave LRO, ha reunido datos sobre la concentración de agua y mediciones de temperatura, y el Detector de Neutrones y Exploración Lunar, también a bordo de LRO, confeccionó un mapa de la distribución del hidrógeno. Combinando estos datos, el equipo científico arribó a la conclusión de que el agua no está uniformemente distribuida en las frías sombras de la Luna, sino que más bien existe en pequeñas acumulaciones aisladas, las cuales pueden incluso existir fuera de las regiones que se encuentran a la sombra.

Estos experimentos, llevados a cabo en el Campo de Tiro Vertical del Centro de Investigaciones Ames, ayudaron a los investigadores a entender el impacto de la nave LCROSS. Los impactos de objetos sólidos producen escombros que salen expulsados hacia los costados (izquierda), mientras que los impactos de objetos huecos producen un estela de escombros mucho más vertical (derecha). El impacto primario de la sonda LCROSS fue producido por un segmento de cohete vacío y se comportó como un proyectil hueco. Crédito de la imagen: Universidad Brown/Peter H. Schultz y Brendan Hermalyn, NASA/Campo de Tiro Vertical del Centro de Investigaciones Ames.

La proporción de materiales volátiles/agua en el suelo lunar sugiere que está ocurriendo un proceso llamado "química de granos fríos". Los científicos conjeturan que este proceso podría tomar incluso cientos de miles de años, y que podría ocurrir en otros cuerpos helados y sin aire, como lo son los asteroides, las lunas de Júpiter y de Saturno (incluyendo a Europa y a Encélado), las lunas de Marte, los granos de polvo interestelar que flotan alrededor de otras estrellas y las regiones polares de Mercurio.

"Las observaciones proporcionadas por el conjunto de instrumentos de las naves LRO y LCROSS demuestran que la Luna es un ambiente complejo, el cual experimenta intrigantes procesos químicos", dice Richard Vondrak, quien es científico del proyecto LRO en el Centro Goddard para Vuelos Espaciales, de la NASA. "Este conocimiento puede abrir la puerta a nuevas áreas de investigación y de exploración".

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Al entender los procesos y los ambientes que determinan dónde se encontrará el hielo de agua, cómo es que el agua fue depositada en la Luna y su activo ciclo del agua, los planificadores de misiones futuras podrán determinar con mayor precisión la ubicación de reservas de agua fácilmente accesibles. La existencia de hielo de agua casi puro podría significar que los futuros exploradores lunares no tendrán que inventar un complicado proceso destinado a extraer agua del suelo lunar para su consumo. Además, se podría aprovechar una presencia abundante de gas de hidrógeno, amoníaco y metano para producir combustible.

"La NASA ha confirmado de manera convincente la presencia de hielo de agua y ha caracterizado su dispar distribución en regiones de la Luna que se encuentran permanentemente en la sombra", concluye Michael Wargo, científico lunar principal, en las oficinas centrales de la NASA, ubicadas en Washington. "Este importante proyecto es uno de los muchos pasos que la NASA ha dado para entender mejor nuestro sistema solar, sus recursos y su origen, así como su evolución y futuro".