Redacción NM
Las imágenes tomadas durante las misiones Apolo han ayudado a los científicos de la NASA a encontrar agua helada en la luna, escondida en las sombras proyectadas por la superficie lunar «rugosa».
Los expertos del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA estudiaron imágenes tomadas durante los aterrizajes lunares de 1969 a 1972 para resolver una discrepancia entre la predicción y lo que se vio en las observaciones.
Las simulaciones sugirieron que cualquier hielo de agua que se forme durante la noche lunar se quemará rápidamente a medida que el Sol asciende por encima, pero las observaciones de la nave espacial de la NASA han detectado desde entonces la presencia de agua en la superficie del lado diurno de la luna.
Se creó un nuevo modelo para tener en cuenta la rugosidad de la superficie vista en las imágenes de Apolo por el equipo de la NASA.
Las sombras proyectadas por la rugosidad de la superficie de la luna crean pequeños puntos fríos para que se acumule el hielo de agua, incluso durante el duro día lunar, encontró el equipo.
Esto podría algún día ayudar a garantizar la viabilidad a largo plazo de las bases lunares, ya que podría significar que es más fácil acceder al agua en la luna, en lugar de enviarla desde la Tierra.
La luna está cubierta de cráteres y rocas, creando una superficie ‘rugosa’ que proyecta sombras como se ve en esta foto de 1972 de la misión Apolo 17. Las sombras permiten que el hielo se forme y permanezca
Esperan encontrar hielo de agua en los polos de la luna escondidos dentro de los cráteres permanentemente sombreados, un área que será explorada por un futuro vehículo lunar de la NASA.
Hace más de una década, la nave espacial detectó la posible presencia de agua en la superficie del lado diurno de la Luna, y esto fue confirmado por el Observatorio Estratosférico de Astronomía Infrarroja de la NASA. [SOFIA] en 2020 ‘, dijo Björn Davidsson de la NASA.
«Esto desafía nuestra comprensión de la superficie lunar y plantea preguntas intrigantes sobre cómo los volátiles, como el hielo de agua, pueden sobrevivir en cuerpos sin aire».
En un nuevo estudio, Davidsson y la coautora Sona Hosseini, encontraron que las sombras creadas por la ‘rugosidad’ de la superficie lunar proporcionan refugio para el hielo de agua.
Davidsson y Hosseini revisaron el modelo de computadora para tener en cuenta la rugosidad de la superficie aparente en las imágenes de las misiones Apolo de 1969 a 1972.
Estas imágenes muestran un paisaje que no es plano, sino más bien sembrado de rocas y salpicado de cráteres, creando muchas áreas sombreadas incluso cerca del mediodía.
Debido a que no hay una atmósfera espesa para distribuir el calor alrededor de la superficie, las áreas sombreadas y extremadamente frías pueden estar cerca de las áreas calientes expuestas al sol.
Esto crea una diferencia significativa en la temperatura, con áreas calientes que ven un calor de 240 grados F y las áreas frías cayendo a menos 350 grados Fahrenheit.
A medida que el Sol recorre el día lunar, la escarcha de la superficie que puede acumularse en estas áreas frías y sombreadas se expone lentamente a la luz solar y se cicla hacia la exosfera de la luna, la colección de gases que actúa como una atmósfera extremadamente delgada.
Las moléculas de agua se vuelven a congelar en la superficie y se vuelven a acumular como escarcha en otros lugares fríos y sombreados alrededor del satélite natural.
Una hipótesis es que las moléculas de agua están atrapadas dentro del material lunar (izquierda). Pero un nuevo estudio postula que las moléculas de agua (derecha) permanecen como escarcha en la superficie en sombras frías y se mueven a otros lugares fríos a través de la exosfera delgada.
«La escarcha es mucho más móvil que el agua atrapada», dijo Davidsson, y agregó que el modelo proporciona un nuevo mecanismo para explicar cómo se mueve el agua sobre la superficie lunar.
«Entender el agua como un recurso es esencial para la NASA y los esfuerzos comerciales para la futura exploración lunar humana», dijo Hosseini.
“Si hay agua disponible en forma de escarcha en las regiones de la Luna iluminadas por el sol, los futuros exploradores pueden utilizarla como recurso para combustible y agua potable. Pero primero, tenemos que averiguar cómo interactúan la exosfera y la superficie y qué papel juega eso en el ciclo ‘.
Para probar esta teoría, Hosseini está dirigiendo un equipo para desarrollar sensores ultraminiatura para medir las señales débiles del hielo de agua.
Esta ilustración muestra cómo las sombras permiten que el hielo de agua sobreviva en la superficie lunar iluminada por el sol. Cuando las sombras se mueven mientras el Sol sigue su trayectoria, la escarcha expuesta persiste el tiempo suficiente para ser detectada por la nave espacial.
El Espectrómetro Miniaturizado Lunar Heterodyne OH (HOLMS) se está desarrollando para su uso en pequeños módulos de aterrizaje estacionarios o rovers autónomos, como el Robot Explorador de Plegado Plano Pop-Up Autónomo de JPL (A-PUFFER).
Esto puede enviarse a la luna en el futuro para realizar mediciones directas de hidroxilo, una molécula que contiene un átomo de hidrógeno y un átomo de oxígeno.
El hidroxilo, que es un primo molecular del agua, puede servir como indicador de la cantidad de agua que puede haber en la exosfera.
Tanto el agua como el hidroxilo podrían ser creados por impactos de meteoritos y por partículas de viento solar que golpean la superficie lunar.
Medir la presencia de estas moléculas en la exosfera de la luna puede revelar cuánta agua se está creando y, al mismo tiempo, mostrar cómo se mueve de un lugar a otro.
Los investigadores revisaron el modelo de computadora para tener en cuenta la rugosidad de la superficie aparente en las imágenes de las misiones Apolo de 1969 a 1972. En la foto: Buzz Aldrin durante la misión Apolo 11 de 1969
Pero el tiempo es esencial para realizar esas mediciones, ya que una mayor exploración por parte de cada vez más países y empresas privadas podría cambiar el entorno lunar.
«Si esta tendencia continúa, perderemos la oportunidad de comprender el entorno lunar natural, en particular el agua que circula a través de la exosfera prístina de la Luna», explicó Hosseini.
«En consecuencia, el desarrollo avanzado de instrumentos ultracompactos y de alta sensibilidad es de vital importancia y urgencia».
Los investigadores señalan que este nuevo estudio podría ayudarnos a comprender mejor el papel que juegan las sombras en la acumulación de hielo de agua y moléculas de gas más allá de la luna, como en Marte o incluso en las partículas de los anillos de Saturno.
El estudio fue publicado en la Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.
