Esta imagen ofrece una ojeada inédita a los misteriosos rincones más oscuros de la Luna
Envuelto en una oscuridad permanente, el interior del cráter Shackleton, cerca del polo sur de la Luna, se revela en este impresionante mosaico. El cráter en sí fue capturado por ShadowCam, un instrumento de la NASA diseñado para observar las partes sombrías de la superficie lunar que ha estado orbitando la Luna durante casi un año en la nave espacial surcoreana Danuri. Las zonas circundantes fueron captadas por la Cámara del Orbitador de Reconocimiento Lunar. En esta imagen pueden verse partes de tres de las 13 posibles regiones de aterrizaje para astronautas durante Artemis III.
Ciertas regiones cercanas al misterioso polo sur de la Luna siempre han permanecido ocultas a los ojos de la comunidad científica. Hasta ahora. Una nueva tecnología ha logrado iluminar dichas zonas, caracterizadas por estar envueltas en una oscuridad permanente y por ser uno de los lugares más fríos de todo el sistema solar. Ahora, gracias a una imagen inédita, los científicos han podido echarle un vistazo a uno de estos cráteres oscurecidos antes de que los astronautas aterricen en sus proximidades durante la misión Artemis III en 2025.
Estas imágenes no son sólo de interés académico: lo que revelan podría ser crucial para los humanos que se dirijan a la Luna. En esa oscuridad, podríamos encontrar los medios para sobrevivir.
"Si hay hielo de agua allí, entonces ese hielo de agua puede ser recuperado y puede ser utilizado para consumibles de astronautas, puede ser utilizado para proteger a los astronautas de la radiación espacial dañina, y el agua puede ser utilizada para propulsores de cohetes", dice David Kring, un científico planetario en el Lunar and Planetary Institute en Houston, Texas (Estados Unidos).
Cubierta con una "manta térmica" de oro como aislante, ShadowCam es 200 veces más sensible a la luz que las anteriores cámaras lunares de la NASA.
El director del proyecto, Matt Clark, se hace un selfie reflejado en el radiador de ShadowCam en la sala blanca de Malin Space Science Systems en San Diego (California, Estados Unidos), donde se construyó la cámara. El radiador está cubierto de espejos muy finos y ayuda a mantener la cámara fría incluso cuando el instrumento está iluminado por el sol.
Estos cráteres podrían contener depósitos de materiales llamados volátiles, que son hielos de agua y otros compuestos como el dióxido de carbono que se vaporizarían hasta convertirse en gas a temperaturas más cálidas.
"Hace 50 años no teníamos ni idea de que hubiera hielo en la superficie de la Luna", afirma Jacob Bleacher, científico jefe de exploración de la NASA. Estos antiguos depósitos podrían estudiarse para crear un "libro de cuentos" que narre la historia del agua en el sistema solar, e incluso podrían aprovecharse para lanzar la próxima era de la exploración espacial.
Asomándose a las zonas oscuras
Desde diciembre de 2022, un nuevo instrumento de la NASA llamado ShadowCam (200 veces más sensible a la luz que las anteriores cámaras lunares y montado en la nave coreana Danuri) ha permitido a los científicos ver los detalles de las regiones permanentemente ensombrecidas de la Luna.
"Es la primera vez... que vemos cómo es por dentro, si son diferentes de los demás cráteres normales", afirma Eunhyeuk Kim, investigador principal de la nave Danuri en el Instituto de Investigación Aeroespacial de Corea.
Las imágenes están ayudando a la NASA a planificar futuros objetivos de exploración de la superficie; por ejemplo, el brillo del material en estas bolsas de oscuridad puede utilizarse para estimar cuánto hielo contienen.
"Podemos buscar escarcha, y una de las cosas que podríamos ver son los cambios en la cobertura de escarcha", dice Mark Robinson, científico planetario de la Universidad Estatal de Arizona (en Estados Unidos) e investigador principal de ShadowCam. Mediante el seguimiento de la escarcha a lo largo del año, los científicos esperan aprender cómo se desplazan los volátiles por la Luna.
El borde del cráter Shackleton fotografiado por la Cámara del Orbitador de Reconocimiento Lunar. Aunque ningún lugar de la Luna permanece iluminado todo el año, tres puntos de este borde permanecen iluminados por el sol durante más del 90 por ciento del año.
Este borde del cráter Shackleton, cerca del polo sur lunar, captado por la Cámara del Orbitador de Reconocimiento Lunar, está iluminado más del 70 por ciento del tiempo, mientras que el suelo del cráter, arriba a la izquierda, está permanentemente a la sombra de la luz solar. Las regiones permanentemente sombreadas (PSR) de la Luna alcanzan algunas de las temperaturas más bajas del sistema solar y pueden contener importantes depósitos de hielo. Algunas de estas zonas de sombra no han visto la luz del día en miles de millones de años.
En los polos de la Luna, el sol no sale ni se pone, sino que parece rodear lentamente el horizonte, desapareciendo ocasionalmente tras un pico alto o el borde de un cráter. Este fenómeno se produce porque la Luna no está tan inclinada sobre su eje como la Tierra, y el sol bajo proyecta el paisaje en una dualidad de luz; algunas zonas están iluminadas durante la mayor parte del año, mientras que otras no han recibido luz solar directa desde hace eones.
Gran parte de lo que sabemos sobre este material en sombra procede de una misión realizada en 2009 para estrellar intencionadamente parte de un cohete en el cráter lunar en sombra Cabeus y medir los restos del impacto. Una nave espacial llamada LCROSS (Lunar Crater Observation and Sensing Satellite) siguió de cerca la etapa vacía del cohete mientras se estrellaba contra la Luna.
"La seguimos con la nave espacial pastora en una misión suicida para observar el impacto de cerca con todos nuestros instrumentos, volando en última instancia a través de la nube de eyecta e golpeándonos nosotros mismos", explica Anthony Colaprete, de la NASA, investigador principal de la misión LCROSS.
Al transmitir datos hasta el último segundo, la nave espacial encontró mucho hielo de agua, pero también metano, amoníaco, dióxido de carbono y monóxido de carbono congelados. LCROSS también midió el destello de luz producido cuando la etapa del cohete de 2500 kg impactó contra la Luna, lo que puede informar a los científicos sobre el tipo de material con el que impactó. El destello no fue tan brillante como se esperaba, lo que sugiere que el material de la superficie podría haber sido más "esponjoso" que el típico suelo lunar.
Mosaico de la región del polo sur de la Luna realizado a partir de fotografías tomadas por la Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (LROC), un sistema de cámaras montadas en el Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA, que orbita la Luna desde junio de 2009.
"Sabemos que los volátiles están ahí, pero no sabemos si es tierra helada o hielo sucio", afirma Bleacher. Una de las cosas que los científicos quieren averiguar es qué le ocurre exactamente a este material lunar después de permanecer en las sombras durante miles de millones de años.
Para saber más sobre lo que contienen estas sombras, la NASA necesita observarlas más de cerca, por lo que la agencia espacial está planeando enviar un nuevo vehículo al polo sur lunar, un explorador robótico equipado para enfrentarse a los gélidos reinos de la Luna. En 2024 está previsto que el Volatiles Investigating Polar Exploration Rover, o VIPER, aterrice en la superficie lunar.
(Relacionado: El agua en la superficie de la Luna es más abundante de lo que se creía)
Adentrándose en la oscuridad
La NASA no ha vuelto a posar una nave espacial en la Luna, robótica o tripulada, desde el Apolo 17 en 1972. Para volver a la superficie, la agencia espacial confía en empresas privadas para construir los módulos de aterrizaje lunar.
Intuitive Machines y Astrobotic Technology han construido dos alunizadores comerciales, denominados NOVA-C y Peregrine, cuyo lanzamiento está previsto para finales de este año, con la esperanza de lograr el primer alunizaje estadounidense desde el programa Apolo. Astrobotic también está construyendo un módulo de alunizaje más grande para transportar el vehículo VIPER de la NASA a la superficie.
En la mayor parte de la Luna, a un periodo de dos semanas de luz diurna le siguen 14 días de noche lunar, lo que dificulta la supervivencia de las naves espaciales. Sin embargo, cerca del polo sur, donde algunas zonas están iluminadas la mayor parte del tiempo, los paneles solares situados en los laterales del cuerpo de VIPER permitirán al rover funcionar durante más de 100 días.
Otra cámara del satélite Danuri del Instituto de Investigación Aeroespacial de Corea, la Lunar Terrain Imager, en órbita a unos 300 kilómetros por encima de la superficie lunar, captó la salida de la Tierra con Norteamérica y Sudamérica a la vista.
Durante ese tiempo, VIPER se adentrará en varias zonas de sombra permanente y utilizará un taladro de un metro de longitud para extraer material que se estudiará con un conjunto de instrumentos científicos de a bordo.
En primer lugar, el rover explorará las sombras de un cráter de 80 km de ancho próximo a su lugar de aterrizaje. "Se trata de un cráter muy antiguo y degradado. Nuestro equipo ha calculado que tiene entre 3600 y 3700 millones de años", explica Colaprete, que también es científico del proyecto VIPER. "Tiene una hermosa entrada cónica desde el norte... Es casi como si hubiera sido diseñado para que un rover entrara en él".
El equipo de VIPER, que maneja el rover las 24 horas del día, se adentrará en las zonas de sombra dos veces en lo que Colaprete llama una "doble inmersión". El primer viaje es para cartografiar la zona, y el segundo es para perforar y escudriñar el material extraído, en busca de hielo. El equipo tiene que completar ambas inmersiones dentro de las nueve horas de autonomía de la batería del rover antes de conducirlo a un terreno más elevado para recargarlo con sus paneles solares.
El astronauta Harrison H. Schmitt, piloto del módulo lunar, sobre la superficie de la Luna el 11 de diciembre de 1972, durante el último alunizaje Apolo de la NASA. Está previsto que la tripulación de cuatro personas del Artemis II regrese a la Luna en 2024, volando alrededor de nuestro satélite natural y de vuelta a la Tierra en una misión de unos 10 días de duración.
Nadie sabe exactamente con qué se encontrará VIPER, pero si el material de los PSR es esponjoso, el vehículo podría tener problemas para avanzar tras meterse en la suciedad lunar más profunda. Para evitar que se atasque, VIPER se diseñó con ruedas más grandes que las de los vehículos de Marte, de alrededor de medio metro de ancho, y cada una de ellas puede girar y moverse hacia arriba y hacia abajo de forma independiente.
"Puede caminar", afirma Colaprete. "Si nos quedamos encajados, enterrados en un regolito blando y profundo, podemos levantar las ruedas como si levantáramos una pierna y la pusiéramos hacia delante y nos arrastráramos para salir de las arenas movedizas, por así decirlo".
En diferentes lugares cercanos al polo sur lunar, tanto en lugares soleados como sombreados, VIPER excavará en busca de pistas para saber cuánto hielo hay en la Luna y de dónde procede.
Averiguando qué fuentes produjeron los hielos lunares, los científicos pueden aprender valiosas lecciones sobre cómo se fabrica y distribuye el agua en todo el sistema solar. Misiones como ShadowCam y VIPER proporcionarán pistas, pero para averiguar con seguridad qué secretos guardan las antiguas sombras de la Luna, los astronautas tendrán que aventurarse hasta el polo sur lunar y recoger muestras clave.
"El experimento científico más impresionante que enviamos a ninguna parte son los ojos humanos conectados a un cerebro bien entrenado", afirma Petro.
A partir de Artemis III, la humanidad podría entrar en una nueva era en la que las personas que exploren el polo sur de la Luna podrían realizar descubrimientos científicos transformadores.
"Comprender lo que ocurre hoy en la Luna nos da una idea de lo que ocurrió en la Luna hace mil millones de años", afirma Petro. "Nos da esta guía para interpretar nuestra propia historia, la historia del sistema solar y, de hecho, las historias de otros sistemas solares en el universo".
Este artículo se publicó originalmente en inglés en nationalgeographic.com.
