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13 de Enero de 2021
Exploración lunar

Con más tráfico en la Luna, ¿se contaminará su valioso hielo?

Los científicos buscan reglas para la exploración responsable de los depósitos helados de los polos lunares.

El vehículo lunar VIPER, de la NASA, extraerá hielo de debajo de la superficie lunar con una perforadora de un metro de longitud [Daniel Rutter/NASA Ames].

China, con la nave que ha vuelto de la Luna con muestras de material de nuestro satélite, ha puesto en marcha una nueva oleada de visitas a la Luna. Al menos ocho naves, de Rusia, India, China, Japón y Estados Unidos, se posarán en la superficie lunar en los próximos tres años.

Varias de esas misiones explorarán, y será la primera vez, algunas de las zonas más interesantes científicamente, pero también más sensibles: las polares. A los investigadores les emociona estudiar el agua que yace helada en cráteres sombreados de esas regiones. Pero les preocupa también que al haber más tráfico en la Luna se contamine ese mismo hielo que se quiere estudiar.

El hielo es importante para los científicos por varias razones. Algunos quieren analizar muestras prístinas, puras, para dar con indicios de cómo y cuándo la Tierra y la Luna acumularon agua hace miles de millones de años. Otros quieren extraer el hielo como combustible para cohetes en futuras bases lunares.

A los exploradores les espera ahora una decisión complicada. ¿Empiezan a cavar ya, para ir ensayando los procedimientos con los que extraerán el hielo y lo convertirán en combustible? ¿O andarán con pies de plomo y pondrán el mayor cuidado en preservar el registro científico impreso en el hielo? «En estos mismos momentos, hay científicos que dicen que no nos podemos acercar ni lo más mínimo porque lo echaremos a perder», dice Clive Neal, geocientífico de la Universidad de Notre Dame en Indiana. «Y otros dicen que, como nos hace falta, no vamos a parar hasta tenerlo».

Hay que resolver pronto estas tensiones, en especial teniendo en cuenta que la NASA piensa mandar al polo sur de la Luna una serie de misiones; primero irán para allá unos vehículos robóticos, en 2022, y unos años después pisarán astronautas la Luna por primera vez desde 1972.

Hace un par de semanas, un informe de la influyente Academia Nacional de Ciencias, Ingeniería y Medicina de Estados Unidos (NASEM) defendía que las agencias espaciales han de establecer prioridades entre los objetivos científicos que persiguen en los polos lunares si quieren explorar estos eficazmente. El Comité Internacional de Investigación Espacial (COSPAR), que marca las líneas de un proceder responsable en la exploración espacial, está evaluando también la situación y en los próximos meses decidirá si va a publicar o no nuevas directrices para las naves espaciales que vayan a la Luna. La NASA está a la espera de la decisión del COSPAR y seguramente analizará sus propias normas relativas a visitar la Luna de forma responsable.

Cuando la investigación lunar se avive, «tendremos la obligación de no perjudicar a las investigaciones científicas futuras», dice Lisa Pratt, funcionaria de la NASA encargada de la protección planetaria que trabaja en las oficinas centrales de la NASA, en Washington DC. La pregunta es: «¿cómo se hará bien?».

Trayectoria de choque

Ninguna nave ha sondeado los polos lunares directamente y el hielo que se esconde allí. La única misión que se acercó fue el aterrizador Vikram, de India, que, en vez de posarse suavemente en la superficie, se estrelló a unas 600 kilómetros de distancia del polo sur lunar en 2019. China planea la misión Chang'e 6, que podría visitar el polo sur lunar, donde, en principio, tomaría muestras de hielo y roca, y volvería con ellas a la Tierra de aquí a no mucho: en 2023. Sería la sucesora de Chang'e 5, que cogió rocas en latitudes medias de la Luna este último diciembre. Japón e India han estado estudiando también una misión robótica dirigida al polo sur lunar, y Rusia y la Agencia Espacial Europea (ESA) hacen lo mismo.

Y está la NASA. Durante la presidencia de Trump ha ido preparando una serie de misiones lunares destinadas a los polos. Según los planes actuales, enviaría dos aterrizadores robóticos al polo sur en 2022, a los que seguiría en 2023 un vehículo robótico mayor, VIPER. Su perforadora penetraría un metro en el polvo lunar para extraer hielo. Enseguida, al año siguiente ya, llegarían seres humanos y explorarían los cráteres helados. Uno de sus objetivos podría ser la toma de muestras de hielo y llevarlas, todavía congeladas, a laboratorios de la Tierra para su estudio, como cuenta la NASA en un informe publicado en diciembre.

La posibilidad de que los exploradores contaminen el hielo de la Luna es un problema en el que no se pensaba hace cincuenta años, cuando por primera vez unos seres humanos, los astronautas de los Apolos, caminaron sobre la superficie lunar. En aquella época se creía que la Luna estaba completamente seca. Solo en los últimos diez años, más o menos, se ha comprendido que hay agua en muchas partes, y en los oscuros cráteres polares, helada. Hasta se ha detectado agua en al menos un lugar soleado de la Luna, donde la contienen minerales del polvo, por lo demás absolutamente seco.

Toda esa agua debió de llegar a la Luna gracias a asteroides o cometas ricos en agua, o transportada por el viento solar que bombardea su superficie. Parte de esa agua podría haber salido del interior de la Luna, expulsada por explosiones volcánicas desde unas entrañas con agua en abundancia. Sea cual sea la fuente, el agua de la Luna guarda información científica crucial.

<strong>Depósitos de hielo lunar</strong>. Un análisis de los polos lunares predice los lugares (en azul más oscuro cuanto más accesibles) donde futuros exploradores lunares podrán extraer hielo con mayor facilidad [<em>Nature</em>, fuente: Kevin Cannon].

Puede que el hielo que hay dentro de los cráteres de los polos lunares y adonde no llega la luz se haya acumulado a lo largo de miles de millones de años. Si es así, no solo contiene un registro de la historia de la Luna primitiva, sino también de la historia de la Tierra. La Luna se formó seguramente al chocar un objeto gigantesco contra la Tierra recién nacida hará unos 4500 millones de años. La posterior coalescencia de los escombros formó la Luna, y desde entonces la historia de ambos astros ha estado íntimamente ligada. En la Tierra, la actividad geológica, incluida la tectónica de placas, ha borrado gran parte de la historia primitiva de la Tierra. Pero la Luna no tiene tal actividad: un tema de estudio perfecto.

«La historia del agua de la Luna ofrece muchas pistas acerca de la evolución del sistema solar», dice Ariel Deutsch, planetólogo del Centro de Investigación Ames de la NASA, en Moffett Field, California.

Estación Contaminación

Por la importancia del hielo lunar, muchos investigadores se muestran cautos en lo que se refiere al modo de actuar. En particular, algunos han examinado los posibles efectos contaminadores de los gases de escape de los cohetes en los depósitos helados.

Parvathy Prem, planetólogo del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins, en Laurel, Maryland, y sus colaboradores han simulado hace poco la llegada de un aterrizador de tamaño mediano a la Luna, 70º Sur, a unos cientos de kilómetros de los cráteres con hielo del polo sur. La simulación mostraba que, aunque el cohete no desprendiese mucha agua, la que soltase se extendería por toda la Luna y se mantendría algún tiempo. Aun pasados ya dos días lunares (dos meses en la Tierra), entre el 30 y el 40 por ciento del agua del cohete seguiría presente, en su mayor parte helada en la cara nocturna de la Luna. «La idea con la que había que quedarse era que el vapor de agua va a parar a todas partes», dice Prem. El hielo polar de la Luna, pues, ya está contaminado por los exploradores de antes.

COSPAR, el grupo internacional, ha preguntado a cientos de planetólogos cuánto les inquieta que las exploraciones lunares puedan perturbar la investigación científica de los polos. Más de un 70 por ciento respondió a una encuesta de 2020 que les preocupaba que la contaminación perjudicase el registro científico que se guarda en el hielo lunar, dice Gerhard Kminek, el responsable de protección planetaria de la ESA, en Noordwijk, Países Bajos, y vicepresidente del comité de protección planetaria del COSPAR.

En un libro blanco remitido a la NASA, 19 científicos, Prem y Deutsch entre ellos, proponen una misión de un tipo que llaman «lo primero, los orígenes» a un cráter en sombra de uno de los polos lunares. El objetivo consistiría en recoger muestras razonablemente primigenias de hielo antes de que el tráfico hacia la Luna aumente, para que los científicos determinen con exactitud cómo se fue acumulando allí. Una misión así les diría con exactitud hasta qué punto es valioso el registro científico contenido en el hielo; eso, y si no habría que posponer la extracción, como dice Esther Beltrán, científica espacial de la Universidad de Florida Central, en Orlando, coautora del libro blanco.

La NASA no tiene en estos momentos dinero asignado a una misión «lo primero, los orígenes», y sigue con el plan de mandar varias naves a las regiones polares de la Luna. Pero la agencia escucha a los científicos a los que inquieta que no se haga bien y tiene la intención de proceder con cuidado, dice Pratt. «Tenemos que equilibrar las ganas de usar los recursos con las necesidades del descubrimiento científico y del conocimiento», dice.

Mientras, si el COSPAR adopta unas directrices nuevas para la exploración lunar, la NASA y las agencias espaciales de otras naciones seguramente lo harán también. Las directrices actuales del COSPAR les piden a las naciones que hagan una lista de los materiales orgánicos (por ejemplo, los materiales compuestos que incluyan carbono, las pinturas y los adhesivos) presentes en las misiones que se dirijan a la Luna. Contar con una lista así ayuda a rebajar la inquietud por la contaminación, explica Kminek, porque les dice a los científicos de forma precisa qué tipo de materiales sintéticos ha entrado en el ambiente lunar. Para misiones futuras, un posible cambio sería hacer la lista de los gases que emitirían los cohetes o los sistemas de mantenimiento vital. Algunos de los protagonistas, la agencia espacial china, por ejemplo, o empresas comerciales como SpaceX y Blue Origin, se han reunido con el COSPAR para hablar de esos posibles cambios, dice Kminek.

Decisiones, decisiones

Pero mientras siguen las conversaciones, hay científicos a los que no les preocupa mucho lo de la contaminación. Neal y otros señalan que el vapor de agua que arrojen los cohetes por sus toberas se asentaría solo como una capa fina sobre la parte más externa de la superficie lunar, así que no costaría gran cosa excavar en ella hasta llegar al hielo intacto de más abajo. El informe publicado por la NASEM hace unos días mantiene también que hay poco peligro de que se contamine el hielo enterrado. Y Kevin Cannon, planetólogo de la Escuela de Minas de Colorado, en Golden, cree que las pequeñas cantidades de contaminación que se introducirían al explorar el hielo lunar pesan mucho menos que el avance científico de saber dónde y cómo se distribuye el hielo. Ha cartografiado dónde podrían estar los depósitos de hielo mayores y más accesibles.

Otros han expuesto varias ideas para proteger el hielo lunar. Está la de preservar uno de los polos de la Luna para la ciencia y dejar el otro para la extracción y la exploración. O la de que se defina una zona de exclusión en algunos de los cráteres con hielo. Hay muchos cráteres así, de hoyos más pequeños que la mano de una persona a hondonadas que miden diez kilómetros de ancho, y no hay por qué explorarlos todos, dicen los científicos.

«Algo que hemos de hacer es que se pueda tener la seguridad de que no somos cortos de miras», dice Prem. «¡Quién sabe qué tipo de ciencia querrán hacer las generaciones futuras!».

Alexandra Witze / Nature News

Artículo traducido y adaptado por Nature Reseach Group.

Referencia: «Planetary Protection for the Study of Lunar Volatiles», en Report Series: Committee on Planetary Protection.

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