LCROSS: Pistas en la búsqueda del tesoro

En la búsqueda de un codiciado tesoro (agua en la Luna), un "aterrizaje forzoso" sobre los parajes más oscuros de la superficie lunar podría proporcionar algunas pistas.

Existen lugares en la Luna en los cuales el Sol no ha brillado durante millones de años. Los oscuros cráteres polares, demasiado profundos como para que la luz solar pueda penetrarlos, son una incógnita lunar (luna incógnita), o el reino de lo desconocido, y en sus renegridas profundidades, piensan los investigadores, quizás se escondan tesoros de gran valor.

La NASA está a punto de hallar uno de ellos.

La plataforma de propulsión del LCROSS volando a toda velocidad hacia la Luna mientras el satélite robot de la misión observa. [Más información]

En algún momento entre los meses de mayo y agosto del año 2009, y dependiendo de las fechas de lanzamiento seleccionadas, la plataforma de propulsión de la sonda LCROSS (Satélite de Observación y Detección de Cráteres Lunares), de la NASA, se estrellará deliberadamente a 9.000 km/hr sobre un cráter lunar que se encuentra siempre en sombras, produciendo en el proceso una explosión equivalente a alrededor de 2.000 libras (910 kilogramos) de TNT (6.500 millones de julios).

La explosión expulsará material del cráter hacia la luz solar, lo cual permitirá a los astrónomos buscar entre los escombros señales de la presencia de agua en la Luna.

El agua es el tesoro. La NASA planifica enviar personas nuevamente a la Luna hacia el año 2020 y también planea establecer finalmente un puesto allí. El agua constituiría un recurso invaluable para los astronautas que vivan y trabajen en la Luna. No sólo porque podrían beberla, sino también porque podrían utilizarla para cultivar plantas de las cuales podrían obtener alimentos o porque podrían fisionar su hidrógeno, con el fin de usarlo como combustible para cohetes, y su oxígeno, con el propósito de reponer el aire del puesto lunar. Y hasta podría ser utilizada para proteger a los astronautas de la peligrosa radiación espacial.

Esto explica la misión "kamikaze" (suicida), denominada Satélite de Observación y Detección de Cráteres Lunares (LCROSS, por su sigla en idioma inglés), destinada a buscar H₂O en la Luna. "Si la plataforma de propulsión del LCROSS golpea una zona de regolito lunar que contiene, al menos, 0,5 por ciento de hielo, se podría detectar agua en el penacho de material expulsado, explica Anthony Colaprete, quien es el investigador principal del LCROSS, en el Centro de Investigaciones Ames, de la NASA.

La otra mitad de la misión LCROSS, un satélite robot, observará el impacto y se estrellará también contra la Luna 4 minutos después. La mayor parte de la Luna está absolutamente seca, por supuesto. Prácticamente sin atmósfera y con fluctuaciones de 300° Celsius entre el día y la noche, la mayor parte de la superficie lunar es un lugar hostil para el agua. Pero existen algunos pocos lugares, fríos y oscuros, en donde el agua congelada podría albergarse. En los polos lunares, el sol permanece siempre bajo en el horizonte, de modo que la cresta de algunos cráteres proyecta sombras que mantienen parte de su piso en perpetua oscuridad. Las temperaturas en esas impenetrables regiones de sombra rondan los 40° sobre el cero absoluto (-233° Celsius), lo cual es suficientemente frío como para que el hielo pueda sobrevivir indefinidamente.

"Existen pruebas tentadoras de que puede haber agua allí", dice Colaprete. Un orbitador lunar llamado Clementine detectó indicios de hielo en algunos de estos cráteres en 1994 y sucedió lo mismo con la misión Lunar Prospector en 1999, pero lamentablemente los datos no resultaron concluyentes.

Ahí es donde entra en acción el LCROSS. El hielo lanzado por el impacto hacia las regiones donde hay luz solar se evaporaría. La luz ultravioleta del Sol separaría entonces las moléculas de H₂O en H y OH. Los planificadores de la misión esperan que los sensores del LCROSS puedan detectar la huella digital del H₂0 en el rango del infrarrojo cercano y también en una longitud de onda característica emitida por el OH a 308 nanómetros.

El "ciclo de vida" del penacho provocado por el impacto del LCROSS. Haga clic sobre la imagen para ver un diagrama ampliado y para obtener más información.

En la actualidad, el equipo de Colaprete está buscando los mejores lugares de impacto en el interior de varios cráteres cubiertos de sombra. "El primer criterio, y el más importante, es que creemos que el área de impacto resultará productiva desde el punto de vista de la eyección", explica Colaprete. "Si no logramos dirigir la eyección hacia donde hay luz solar, entonces no importaría que golpeáramos contra un iceberg porque de todos modos nunca lo sabríamos". Por ejemplo, si el sitio del impacto está cerca de una pared alta de un cráter, la eyección tendría que hacer un largo recorrido para poder salir de la sombra de la pared y llegar hasta arriba, donde hay luz solar. Y si el objeto que impacta golpeara contra una pendiente inclinada en el fondo de un cráter cubierto de sombras, la mayor parte de la eyección se desplazaría hacia los costados, en lugar de hacerlo hacia arriba hasta donde hay luz solar. De modo que un buen lugar de impacto sería un sitio que tuviese el fondo relativamente plano (menos de aproximadamente 15° de inclinación) con un regolito suave y esponjoso, libre de rocas y escombros grandes que pudieran amortiguar el golpe.

Según Colaprete, hasta el momento, uno de los mejores lugares parece ser el interior de un cráter sin nombre, de 17 km de diámetro, ubicado justo al Oeste del cráter Peary (88,6° N, 33,0° E), cerca del polo norte lunar. "Hemos revisado prácticamente toda fecha de lanzamiento posible y seleccionamos un cráter [para cada fecha]", dice el investigador.

El polo norte de la Luna. Cada punto amarillo identifica un cráter que posiblemente se encuentra cubierto de sombras de manera permanente. Según un estudio llevado a cabo en el año 2003, 7.500 km² del polo norte lunar podrían encontrarse cubiertos de sombra permanentemente. [Más información]

La elección del lugar del impacto debe tomar en cuenta otro criterio: su visibilidad desde la Tierra. Cientos de astrónomos aficionados y profesionales acompañarán al orbitador robot LCROSS para observar la colisión.

Es posible que la explosión misma se produzca escondida, detrás de las paredes del cráter que se haya elegido. Por lo tanto, lo que los astrónomos mirarán será el penacho de escombros generado por el impacto. Un cono de eyección en expansión se levantará más de 6 kilómetros por encima de la superficie lunar, propagándose hacia afuera hasta alcanzar aproximadamente 40 km en todas direcciones. Refulgiendo entre los rayos del Sol, se espera que los escombros alcancen el brillo de una estrella de magnitud entre 6 y 8 (invisible para el ojo de los seres humanos, pero un blanco perfecto para los telescopios caseros).

El equipo de investigación que dirige Colaprete planificará el impacto de manera tal que ocurra mientras la Luna se encuentre alta en el cielo nocturno de Hawai. Allí, los científicos del LCROSS observarán el penacho de material expulsado utilizando la potente Instalación del Telescopio Infrarrojo. Pero los astrónomos de la costa oeste de Estados Unidos y de Japón también podrán ver el impacto, dependiendo del momento exacto en el que ocurra. "Realmente se va a convertir en un evento internacional", dice Colaprete. "Todo el mundo va a estar ejercitando los ojos para poder ver el impacto".

Manténgase sintonizado con Ciencia@NASA para enterarse de cómo los astrónomos aficionados pueden colaborar con los científicos del LCROSS para hacer de esta histórica misión en busca de agua en la Luna un éxito rotundo.

Vía: Ciencia@NASA