En 1963 lo que ignorábamos sobre la Luna era a lo que sabíamos con certeza lo que el volumen de está roca era al del astronauta Harrison Schmitt, el único científico que ha estado en la Luna. Foto: Misión Apollo 17. Crédito: NASA.

¿Por dónde comenzar?

Corre el año 1963. 

Un profesor entra en el aula de una prestigiosa universidad en la que se han reunido una centenar de estudiantes para su primera lección del curso de Astronomía Física.

Descarga sus cosas en el escritorio y comienza a hablar sin siquiera saludar a la ansiosa audiencia:

"La mayoría de las personas creen que la Luna, por ser el cuerpo astronómico más cercano a la Tierra, es con seguridad el mejor conocido por los astrónomos." 

Hace una pausa y suspira: "Desafortunadamente, están equivocados."

Los asistentes se miran sorprendidos mientras el profesor camina pensativo hacia una ventana.  Se detiene y agrega:

"¿Qué sabemos entonces hoy sobre la Luna?"

Mira al cielo como buscando la respuesta y después de unos segundos suspira:

"Para mi gusto, casi nada."

Al instante crece un murmullo entre los estudiantes que parecen preguntarse entonces por el propósito de un curso sobre un tema del que no se sabe casi nada. 

El profesor, que no es ajeno al desorden que ha creado, se dirige al escritorio y mientras busca algo en su maletín de cuero, empieza a hablar más fuerte que antes para acallar el barullo:

"La Luna fue descubierta por primera vez, posiblemente, en los albores del pensamiento humano, cuando entendimos que no era un agujero en el cielo, la hermana del Sol, o una deidad más para adorar." 

Se sienta y pone el maletín en sus piernas para buscar mejor. Levantando de vez en cuando la mirada a los estudiantes, continúa hablando:

Dibujos en un texto griego en los que se estudia la geometría de los eclipses lunares y que revelan el hecho que la Luna ya era conocida como un cuerpo astronómico independiente. Crédito: Librería Vaticano.

"Los primeros sabios que estudiaron la organización del Universo, posiblemente Egipcios, Sumerios y Griegos, aprendieron, a través de un primitivo proceso científico, que usaba la especulación filosófica basada en observaciones y modelos matemáticos, que la Luna era un cuerpo independiente de la Tierra, posiblemente hecho de una sustancia diferente, pero con lugar y movimiento propios en el espacio. Lamentablemente los instrumentos de observación y pensamiento de aquellos tiempos eran insuficientes para saber algo más sobre nuestro satélite, de modo que su naturaleza íntima se mantuvo sumida en el misterio por al menos dos milenios."

Finalmente encuentra lo que esta buscando.  Saca del maletín un pequeño facsimil con una cubierta de cuero que revela la antigüedad del documento. Lo deja caer ruidosamente sobre su escritorio y señalandolo, continúa:

"Galileo descubrió por segunda vez la Luna en el año de 1609. Consignó sus descubrimiento en este humilde librito: el Sidereus Nuncius. Durante las noches de aquel año y posiblemente de los siguientes, el astrónomo Florentino, notó, al observar la superficie magnificada de la Luna en su primitivo telescopio, que tenía frente a sí un cuerpo muy diferente del que habían hablado todos los astrónomos desde la antigüedad.  La Luna era irregular, tenía agujeros, llanuras y montañas como la Tierra."

Una copia original del Sidereus Nuncius, mostrando los dibujos que hizo Galileo de la Luna que vió por el telescopio, una Luna imperfecta con cráteres, montañas y llanuras como la Tierra. Crédito: Richard Lan.

Hace una pausa mientras se levanta y camina hacia el tablero.

"Desde Galileo es muy poco lo que hemos aprendido sobre la Luna, incluso observándola con los más grandes telescopios.  Es cierto que hoy tenemos mapas detallados de su topografía, conocemos su tamaño y forma bastante bien, sabemos cuál es su masa y hemos descrito sus movimientos en el espacio con suma precisión" - se rasca la cabeza con impaciencia y comenta como para sí mismo "bueno, no tanto."

Toma una tiza del borde del tablero y empieza a escribir enérgicamente, mientras repite en voz alta:

"Cuáles cosas no sabemos hoy con certeza sobre la Luna: 1) Su edad, ¿será tan antigua como la Tierra o tuvo un origen más reciente? 2) Su origen, ¿fue capturada por la Tierra, es la hermana de nuestro planeta o un pedazo suyo que salió despedido cuando se formaba? 3) El origen de los cráteres: podrían ser huellas de impacto o volcanes. 4) El interior, ¿tiene un núcleo metálico como la Tierra o al contrario esta hecha de pura roca? 5) El origen de los maria (los "mares") ¿son coladas basálticas? ¡no hay manera de comprobarlo!"

En los años 1960 se desconocía el origen de la Luna.  Tres teorías competían entre sí.  Tomado de: https://ase.tufts.edu/cosmos

Suelta la tiza, se sacude las manos y acercándose a los estudiantes, concluyé:

"La Luna es un cuerpo fascinante, rodeado de preguntas cuya solución esperamos los astrónomos resolver más pronto que tarde. Por eso, es mejor comenzar este curso con un cuerpo mucho más simple y que conocemos mejor: hablemos entonces sobre el Sol."

¡Por Apollo!

Si bien la historia anterior es completamente ficticia, en líneas generales, no falta a la verdad en lo que atañe al estado de nuestro conocimiento sobre la Luna en 1963 (para un recuento más preciso de lo que sabíamos sobre nuestro satélite en aquel entonces recomiendo el libro Taking Science to the Moon de Donald Beattie). 

Como explicó el profesor de nuestro relato, antes de las primeras misiones tripuladas y robóticas de gringos y rusos a finales de la década de los 60 y principios de los 70, la Luna, a pesar de estar a un "tiro de cañón" de la Tierra, todavía era terra incognita para la ciencia.

Paquete de instrumentos científicos instalados durante la misión Apollo 17.  Crédito: NASA

Todo cambió con la llegada de los astronautas a nuestro satélite el 20 de julio de 1969 a bordo del "Aguila", el módulo de descenso del Apollo 11. 

Entre aquel día histórico y el último día de la misión Apollo 17, 3 años y medio más tarde (20 de Julio de 1969 a 14 de diciembre de 1972), 382 kg de materia lunar, una mezcla de rocas, polvo y arena (regolito lunar como se los llama) fueron recogidos por los 12 únicos seres humanos que han pisado la Luna y que pasaron un total de 6.8 días-hombre (3.4 días de actividades extravehículares totales, realizados durante 6 misiones, por dos astronautas por vez) caminando y rodando alrededor de los lugares de alunizaje. 

Imagen de Buzz Aldrin recogiendo las primeras muestras de la Luna que obtuvimos en la historia. En total Amstrong y Aldrin rectornaron a la Tierra con cerca de 20 kg de materia lunar. Foto: Neil Amstrong.

En ese mismo tiempo instalaron 26 instrumentos de medida (un total de 2.1 toneladas de equipo científico), entre retroreflectores láser (llevados por primera vez en el Apollo 11), sismómetros o geófonos, detectores de gases (para medir la sutil atmósfera lunar) y partículas (electrones y iones del viento solar), sensores de calor, detectores de micrometeoritos e instrumentos para medir la gravedad y el campo magnético.

Ningún otro cuerpo planetario, distinto de la Tierra, ha sido estudiado con tanto detalle en los últimos 50 años.  Ni siquiera Marte le compite, aún con todos sus populares rovers.  Allí, hace solo un par de meses, instalamos el primer sismómetro y solo unos cuantos kilos de roca nos han "llovido" esporádicamente en la forma de meteoritos marcianos.

Una pequeña muestra de los ejemplares (rocas arriba y suelo abajo) traídos por los astronautas de los Apollo.  La roca marcada con (d), conocida como Big Muley, es la pieza de mayor peso traída por los astronautas: 12 kilos de Luna en un solo ejemplar.  Los pequeños agujeros que se observan en la superficie son cráteres de impacto producidos por micrometeoritos.  Tomado de: https://physicstoday.scitation.org/doi/10.1063/PT.3.4249

Los resultados obtenidos de analizar (aunque no del todo) las muestras de roca y suelo traídas por los astronautas del Apollo, sumado a los datos recabados por los demás instrumentos que instalaron los astronautas durante sus relativamente cortas visitas a nuestro satélite (y que funcionaron apenas hasta finales de la década de 1970, cuando se acabó el presupuesto para seguirlos operando), han producido material científico suficiente para publicar hasta la fecha más de 3.000 artículos en revistas especializadas, con los cuáles se han podido llenar la mayoría de los "huecos" que existían en nuestro conocimiento sobre la Luna antes de los Apollo.

Número acumulado de artículos publicados a partir de los datos recabados por las misiones Apollo (incluyendo muestras y registros de los instrumentos instalados en la Luna), que aparecen registrados en la base de datos ADS de Harvard.  Estos números subestiman posiblemente el número total en tanto gran parte de la literatura en Geología y Geofísica no aparece registrada en esta base de datos.  Crédito: Ian Crawford, https://arxiv.org/abs/1211.6768

Esta es la historia que la (aparentemente inútil) exploración humana de la Luna, nos ha revelado en las 5 décadas posteriores al alunizaje del Águila en la base Tranquilidad.

Por dónde comenzó

La Luna es un cuerpo casi tan antiguo como la Tierra. 

Nació hace 4510 millones de años en el que fue posiblemente el último evento cataclísmico (de proporciones planetarias) que sufrió nuestro joven planeta antes de ensamblarse en una versión definitiva, la que tenemos hoy. 

Un cuerpo posiblemente con la masa del planeta Marte (un embrión planetario, como lo llaman los científicos) chocó con la Tierra 1.0 (la primera versión de nuestro planeta, que se encontraba casi completamente ensamblada para entonces) después de desviarse del camino seguro que la mantenía lejos de ella. 

El choque vaporizo al cuerpo impactor y gran parte de la primitiva corteza y el manto de nuestro planeta, creando una atmósfera de roca y metal gaseosos alrededor suyo, mezcla de materia de la Tierra y de la "intrusa" (al que los curiosos científicos le han puesto el conveniente nombre de Tea, madre de Selene diosa lunar en la religión griega). 

Por la diferencia de velocidades entre los dos cuerpos, la nueva Tierra y su densa atmósfera de roca y metal, quedaron girando rápidamente (posiblemente completaba una vuelta en unas pocas horas.) Los efectos centrífugos (la tendencia de las cosas que giran a desparramarse), crearon una estructura gigante en forma de dona, una Sinestesia como la llaman hoy los astrónomos.  

Representación artística de la Sinestesia, una gigantesca estructura en forma de dona, hecha de roca y metal gaseosos que rodeaban la Tierra recién golpeada por Tea y en el seno de la cual se condenso la Luna.  Dibujo: Ron Miller para Scientific American

En el seno de esta dona infernal y a lo largo posiblemente de unos cuantos años, a medida que se enfríaban los gases, los elementos pesados se condensaron primero en granos de arena, después se unieron para formar rocas grandes que fueron pegándose por la acción de su mutua gravedad, imitando el proceso que por millones de años había creado a la Tierra y a Tea misma en la nebulosa solar. 

Con el tiempo emergió en la confusión de aquella nube un nuevo objeto: la Luna recién nacida.

Esta historia, que bien podría haber salido de la imaginación de cualquier profeta de la antigüedad, no solo ha sido reproducida en modernas simulaciones de computadora, sino que además explica la composición de las rocas que nos trajeron Amstrong y compañía.

La composición elemental de la Luna (la proporción de elementos químicos que contienen sus rocas) es muy parecida a la de la Tierra, pero no es completamente igual.  Esto es consistente con la idea de que nació en una Sinestesia (una dona de gas rocosos y metálico) compuesta principalmente por material terrestre vaporizado, contaminado con el material de la intrusa.

Las rocas lunares contienen muy pocos elementos volátiles (que se vuelven gas fácilmente).  Los científicos planetarios dicen que están muy "secas" (aunque esto no se refiere necesariamente a que debería haber agua líquida dentro de ellas). Este fue uno de los primeros resultados sorprendentes obtenidos al analizar químicamente las rocas traídas por los astronautas del Apollo 11. 

De nuevo, esta observación se ajusta a la idea de que la Luna se formó en un ambiente infernal (el interior de la Sinestesia) en el que reinaban temperaturas superiores a los 1000 grados.  A estas temperaturas, cualquier sustancia que no se unierá fácilmente a algo sólido, terminaría en el espacio a merced de la gravedad del Sol o de la Tierra.

Un océano de magma

Una vez la Sinestesia se "despejo", es decir se condenso lentamente sobre la Tierra, una ardiente Luna recién nacida emergió de las cenizas del impacto. 

A las altas temperaturas en las que nació, el cuerpo estaba cubierto de un inmenso "charco" de roca y metal fundidos, un "océano de magma" como lo llaman técnicamente los científicos planetarios. 

En este océano, las sustancias o minerales más pesados se precipitaron a las profundidades, mientras que las más ligeras flotaron como la escoria lo hace en el hierro fundido. El océano de magma se congeló después de varios eones, pero su existencia quedo grabada en la mineralogía superficial de la Luna sólida.

La existencia de este océano de magma en las primeras etapas de vida de la Luna se propuso por primera vez en 1970 (solo unos meses después del Apollo 11) cuando los geológos observaron la abundancia de anortosita entre las rocas traídas por los astronautas de la Luna. La anortosita es un tipo de roca ignea, rica en el mineral ligero plagioclasa y muy pobre en minerales más densos. Esta observación de las primeras rocas lunares, se vió confirmada por cada muestra nueva bajada de nuestro satélite.

La Roca del Génesis, una de las rocas lunares más conocidas en el inventario de las muestras de los Apollo. Fue recuperada por astronautas del Apollo 15 en el cráter Spur. Es una anortosita muy antigua (4100 millones de años) que se formo cuando el feldespato plagioclasa (el mineral ligero del que esta hecha) floto sobre el océano de magma que siguió a la formación violenta de la Luna.  Crédito: NASA.

La anortosita se formo de la escoria que fotaba en el océano de magma lunar.  La existencia de este océano infernal se suma a las evidencias que apoyan un nacimiento violento de nuestro satélite.

Huellas de una infancia violenta 

Una vez la Luna consiguió una superficie sólida (posiblemente hace 4.400 millones de años), no sabía que todavía le esperaba mucha más violencia.

En aquellos años, restos sólidos de la formación del Sistema Solar, hielo y rocas rocas que no se habían adherido todavía a ningún cuerpo más grande, flotaban en abundancia entre los planetas recién nacidos.  Los encuentros con estos cuerpos vagabundos eran comunes y dejaban huellas visibles en los cuerpos sólidos de los planetas y lunas todavía tibios.

Uno de los debates más algidos que resolvió el análisis de las muestras lunares traídas por los astronautas de las misiones Apollo, fue aquel sobre la naturaleza de los cráteres. 

La comunidad científica pre-Apollo se dividía, casi por partes iguales, entre los que pensaban que los cráteres lunares tenía un origen volcánico y aquellos que pensaban que eran producto de impactos de meteoroides.

El debate se zanjo finalmente (entre otras evidencias) al observar el regolito y las rocas de algunos cráteres importantes.

La misión Apollo 12, por ejemplo alunizó a tan solo 350 km del famoso cráter Copernico. Rocas y polvo de los "rayos" de aquel cráter estuvieron entre los materiales recuperados por aquella misión.  En la misión Apollo 15 se obtuvieron muestras directamente de un cráter, el cráter Spur, en donde se recupero precisamente la Roca del Génesis (ver foto arriba).  

Fotografía de Charles Duke astronauta del Apollo 16 al lado de un cráter de impacto del que obtuvieron algunas muestras.  Como un detalle adicional, Duke dejo en las vecindades del cráter una foto de su familia que todavía permanece allí, posiblemente descolorida por acción de la luz UV del Sol.  Foto: John Young, Crédito: NASA

El veredicto fue contundente: las rocas lunares evidenciaban huellas de transformación (fusión, brechas, vidrios de impacto, etc.) debidas seguramente a las enormes fuerzas (presiones) producidas por impactos.  Los cráteres lunares eran huellas de una infancia violenta.

Con la solución al problema de la naturaleza de los cráteres, llegó también la esperada solución a la pregunta de qué eran los mares lunares.  Si bien todas las misiones Apollo alunizaron en el terreno relativamente plano y seguro de estas gigantescas llanuras lunares, Apollo 16 fue la única que lo hizo en las regiones altas, en las márgenes de los mares. 

Combinando la información mineralógica obtenida en el interior y en sus bordes, sumado a la abundante cantidad de imágenes y mapas topográficos de la superficie lunar, quedo claro que los mares eran enormes cuencas formadas por impactos gigantes y antiguos, que se habrían llenado de lava cuando magma fundido se filtro entre las fracturas en la corteza producidas por los impactos.

En síntesis, los datos de las Apollo nos enseñaron que los cráteres nos eran volcanes y los mares erán cráteres antiguos.  La Luna tuvo una infancia realmente violenta. 

El bombardeo tardío

Después de enfriarse el océano de magma y cubrirse posteriormente con las huellas de millones de impactos de los restos de su propia formación y de la formación del sistema solar, a la Luna le esperaba un nuevo cataclismo.

Hace cerca de 4.100 millones de años, mucho después de que el espacio alrededor de la Tierra y la Luna se habían despejado significativamente de restos rocosos, el Sistema Solar interior se lleno otra vez de rocas vagabundas. 

Como resultado una lluvía de bloques de hielo y rocas de todos los tamaños, cayó sobre nuestro satélite (y por supuesto sobre la Tierra) creando los cráteres de impacto más grandes que hoy vemos en su superficie: los mares y la portentosa depresión Aitkin en el polo sur lunar (donde hoy se encuentra rodando un rover lunar Chino). 

El "aguacero de rocas" duro cerca de 300 millones de años y dejo la Luna con la apariencia agujereada que vemos hoy.  A este período los científicos planetarios lo llaman el "bombardeo tardío."

La apariencia actual de la Luna, llena de cráteres, algunos de ellos inmensos tales como en los que residen los mares (noten la forma redondeada de muchos de ellos) así como la depresión Aitken (abajo en el lado no visible de la luna a la derecha) fue producto del denominado bombardeo tardío.  Crédito: NASA/GSFC/Arizona State University.

Pero ¿cómo sabemos todo esto?

¡Esas son las ventajas de tener rocas en lugar de fotos únicamente!

Una vez las muestras lunares estuvieron en la Tierra, los científicos estudiaron con cuidado su contenido de Plomo (entre otros elementos claves tales como el Hafnio). 

Si se mide, por ejemplo, la proporción que existe entre dos tipos de átomos de Plomo, el Plombo-206 y el Plomo-207 (isótopos los llaman), es posible saber con precisión la edad de una roca, incluso si es realmente antigua.  La razón, es que estos isótopos se producen, principalmente, por la desintegración (que sigue una ley matemática muy precisa) del Uranio con el que vienen de fabrica las rocas de todo el sistema solar. 

Pero datar (es decir, determinar la edad de) unas cuantas rocas no es suficiente para contar una historia tan sorprendente como la del bombardeo tardío.  Hace falta más ingenio científico.  En este punto, los datos del Apollo propiciaron una de las más ingeniosas técnicas de datación fotográfica del Sistema Solar.

Una vez se midieron las edades de las rocas en los 6 sitios de alunizaje de los Apollo (más aquellos de los que se recuperaron muestras en las misiones Luna soviéticas), se descubrió una correlación bastante notable entre la cantidad de cráteres por kilómetro cuadrado en la zona de recolección de la muestra y la edad de la roca: entre más cráteres había, las rocas eran más antiguas.

Este diagrama es uno de los más importantes legados científicos del proyecto Apollo.  Muestra la correlación entre la edad de una región lunar (eje horizontal) y la densidad de cráteres de más de 1 km de diámetro (el N(1) en el eje vertical).  Tomado de: https://physicstoday.scitation.org/doi/10.1063/PT.3.4249

Esta correlación permite conocer la edad de cualquier otra zona de la Luna, procediendo a la inversa: si se cuenta el número de cráteres se puede deducir la edad. 

Esta técnica nos ha permitido no solo datar la casi totalidad de la superficie lunar, incluyendo la mayoría de los mares y los cráteres más grandes, sino también las superficies de planetas como Mercurio y Marte (de los que no tenemos la suerte de haber recuperado todavía suficientes rocas) e incluso de las Lunas heladas de los planetas gigantes (una vez se hacen los ajustes respectivos por el hecho de estar en lugares muy distintos del sistema solar).

Esta fue precisamente la técnica que nos permitió concluir que la mayoría de las grandes cuencas de impacto en la Luna tenían edades comprendidas entre los 4.100 y 3.800 millones de años, y de allí contar la increíble historia del bombardeo tardío.

La Luna se enfría

Después de un nacimiento caliente y una posterior infancia y adolescencia muy violentas, la Luna ha venido enfriándose de forma continua.  Sin embargo, y a pesar de su tamaño (los cuerpos pequeños se enfrían más rápido que los grandes, como lo saben bien los Bosquimanos de Africa), la Luna no se ha enfríado lo suficiente para endurecerse completamente. 

Como sucede con la Tierra, algo del calor remanente de su origen se conserva en su interior y mantiene fundido una parte del centro lunar.

Comparados con los demás cuerpos rocosos del Sistema Solar (Mercurio, Venus, la Tierra y Marte) la Luna tiene un pequeño núcleo de Hierro de apenas una cuarta parte de su tamaño (el de Mercurio es dos terceras partes y el de la Tierra es casi la mitad).  Este hecho es perfectamente compatible con la teoría de su formación en un impacto cataclísmico seguido de una Sinestesia: la mayor parte del material que se habría condensado para formar la Luna provendría del manto de la Tierra (pobre en Hierro) y posiblemente de Tea que habría aportado una buena parte de su núcleo ferroso. 

Rodeando este núcleo sólido de Hierro y Niquel hay una delgada patina de hierro fundido y gelatinoso, que burbujea y de la que nace un débil pero detectable campo magnético. 

Por encima de él, se extiende un manto de roca, el condensado del primitivo océano de magma, sobre el que reposa una corteza de 30 a 40 km de espesor (más gruesa del lado invisible que del lado visible, por razones que todavía se investigan).

¡Hemos hackeado el interior lunar en todo detalle!

Representación esquemática del interior lunar, sus capas y el origen de los sismos detectados por los geofonos de las misiones Apollo (A12, A14, A5) que justamente nos permitieron reconstruir dicha estructura.  Tomado de:  https://www.spaceacademy.net.au/env/luna/lunseis.htm 

Desde que fueron instalados en la misión Apollo 11 y luego en todas las que lo siguieron, hasta que se apagaron a finalies de los años 1970, los sismografos de los Apollo detectaron más de 12.000 sismos lunares.  De ellos unos 7.000 se disparan en el interior profundo de la Luna, en sincronía con las mareas terrestres (como se descubriría en años recientes). Los demás 5.000 al parecer fueron productos de impactos de meteoroides, objetos artificiales (incluyendo los mismos módulos de descenso descartados después de las misiones) o derrumbes en la superficie de la Luna. 

"Escuchando" los ecos de las ondas sísmicas que atraviesan el interior de la Luna, los científicos planetarios han podido (especialmente en los últimos años con la disposición de computadoras más poderosos que aquellos de los años 70 y 80) describir con bastante detalle la estructura interior de nuestro satélite. 

Apenas hace unos años se confirmó (2011), analizando estos mismos datos sísmicos pero con técnicas modernas, la presencia del núcleo sólido de Hierro de la Luna.

Lo bueno no es para siempre

La Luna se aleja de la Tierra a un ritmo actual de 3.8 cm cada año.  A este mismo ritmo (y si asumimos que la excentricidad de la órbita se mantiene similar a la actual), en 450 millones de años y en el punto más cercano (perigeo) de su órbita futura no alcanzará un tamaño suficiente para tapar completamente el Sol en su punto más lejano.  La Tierra no volverá a disfrutar de un eclipse total de Sol a partir de ese momento y todos los eclipses serán anulares.

En unos 450 millones de años y debido al continuo alejamiento de la Luna, todos los eclipses solares serán anulares.  Foto tomada de: http://www.americaneclipse2017.org/annular-solar-eclipse-2017/

Si bien el alejamiento de la Luna (producto de la interacción de nuestro satélite con el abultamiento de marea causada por ella misma sobre nuestro planeta), se enseña incluso a los niños como si se supiera desde tiempos inmemoriales, este es también un legado científico de las misiones tripuladas a la Luna. 

El profesor del relato al principio de esta entrada se quejaba de que uno de los aspectos más problemáticos de nuestro conocimiento sobre la Luna, es el hecho de que sus movimientos no se conocen con la precisión que esperaríamos

La Luna ha causado dolores de cabeza a grandes hombres de ciencia, desde Newton hasta Poincaré, que han, infructuosamente, tratado de encontrar teorías generales para su caótico movimiento.  Y no es para menos.  A diferencia de la mayoría de los satélites naturales de los demás planetas del Sistema Solar, la Luna vive en un menage a trois gravitacional con la Tierra y el Sol.  El Sol ejerce sobre ella una fuerza 4 veces mayor que la fuerza de la Tierra. Decimos que la Luna orbita la Tierra, pero sería más preciso describir su movimiento como un complejo baile que ambos cuerpos describen alrededor del Sol.

El estudio del movimiento lunar (no solo sobre su órbita sino su rotación y el bailoteo caótico de su eje de rotación) cambio radicalmente con los datos provistos por instrumentos instalados desde la misión Apollo 11.

El 21 de julio de 1969, Neil Amstrong y Buzz Aldrin instalaron los primeros retroreflectores lunares (ver foto abajo), paneles de material reflectante similares a los utilizados en las señales de tránsito que vemos en nuestras carreteras hoy. 

Retroreflectores del Lunar Laser Ranging Experiment (LRRR) instalados cerca al Aguila, el módulo de descenso del Apollo 11.  Usando estos reflectores y otros más dejados en la Luna por las misiones Apollo conocemos hoy con suma precisión los movimientos de nuestro satélite.  Crédito: NASA.

Usando estos retroreflectores para hacer rebotar la luz de poderosos rayos láser enviados desde la Tierra (ver foto abajo), es posible determinar la distancia a la Luna con precisión de milímetros. 

De este modo la posición de nuestro satélite ha sido monitoreada al "milímetro", literalmente, desde que se instalaron estos curiosos dispositivos allí. Los retroreflectores lunares son, de este modo, los únicos instrumentos científicos instalados por los Apollo que se encuentran en "operación" todavía hoy.

Fue usando estas medidas que comprendimos que la Luna se nos esta escapando y que posiblemente no estará por aquí para siempre.

Con un conocimiento preciso del movimiento de la Luna, hemos descubierto secretos adicionales sobre el interior lunar.  Recientemente, el monitoreo de cabeceo lunar nos ha revelado indicios sobre la distribución de materia adentro de la Luna y ha permitido refinar los modelos construído con los datos sísmicos.   

Un poderoso haz láser disparado desde un observatorio en China en 2018 demuestra la capacidad que tenemos hoy (con los instrumentos adecuados) de usar los retroreflectores lunares instalados por los Apollo para monitorear la distancia a la Luna.  Crédito: Academia China de las Ciencias.

Más allá de Apollo

Como hemos visto en esta entrada, la Luna era una antes de las misiones tripuladas y otra después de ella. 

Una significativa porción de lo que sabemos sobre la historia y naturaleza de nuestra compañera planetaria, y en general sobre los fenómenos que marcan el inició y la evolución de los planetas rocosos, ha surgido como producto del análisis de las rocas y los datos provistos por los Apollo.

¿Podríamos haber logrado lo mismo sin mandar personas hasta allá? Tal vez.

Un sismógrafo o un retroreflector lo pone cualquier robot.  Una piedra o un poco de polvo la recoje también cualquier pala mecánica (prueba de ello son las misiones Luna soviéticas que también trajeron en 1973 muestras lunares sin involucrar cosmonautas y dramas humanos).

Sin embargo, y como lo reconocen los expertos en el tema, hay algo especial en los humanos sobre todo en lo que concierne a la recuperación de muestras geológicas. 

Nuestra "blanda curiosidad" (en lugar de los rigidos algoritmos de los robots) nos hace sentirnos atraídos por ejemplares geológicos únicos.  Así por ejemplo, una de las rocas lunares más famosas, conocida como la "Roca del Cinturón de Seguridad" fue recogida por uno de los astronautas desobedeciendo las instrucciones del control en Tierra, solo porque parecía especial.  Esa misma roca sería después instrumental para entender los procesos ígneos (que tienen que ver con el magma) en la Luna.  

La Roca del Cinturón de Seguridad, que fue recogida por el astronauta David Scott, desobedeciendo ordenes del control en Tierra, solo porque le pareció curiosa.  Los agujeros (vesículas) son producidos por gas atrapado en el magma en el que se origino esta roca.  Crédito: NASA.

La diversidad de las muestras lunares es increíble, a pesar de haber sido recogidas en 6 zonas de la superficie lunar (2000 sitios para ser exactos) y esto parece ser producto de la habilidad intelectual humana para reconocer las diferencias.

Otra lección de los Apollo, podría ser que tal vez el trabajo de astronauta-geólogo será difícil reemplazar con robots e inteligencia artificial.

Para saber más:

No podría haber escogido un tema sobre el que se ha escrito más.  Digamos que fue una elección personal, para "redescubrir" la Luna por mi cuenta.  Abajo incluyo una muy incompleta lista de referencias que los lectores curiosos podrán encontrar útil en sus propios esfuerzos de redescubrimiento:

 

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Jorge Zuluaga
Jorge Zuluaga

Profesor titular del Instituto de Física de la Universidad de Antioquia (UdeA) en Medellín, Colombia. Fundador del pregrado de astronomía de la UdeA e investigador del grupo de física y astrofísica computacional y del Solar, Earth and Planetary Physics Group. Padre de 3, maestro y divulgador por instinto. Tiene el nombre de un asteroide (347940) Jorgezuluaga.

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