Observador. Agua en la Luna.

Por el Prof. Alejandro Medeiros
Docente de Astronomía.
EL PROGRAMA “RETORNO A LA LUNA” SE ACELERA CON EL
DESCUBRIMIENTO DE AGUA EN SU SUPERFICIE.
Días atrás la nave india Chandrayaan descubrió agua en la superficie lunar,
factor clave para el programa Constellation de la Agencia Espacial Norteamericana que
prevé el retorno a la Luna dentro de un lapso no mayor a los 10 años y la posterior
construcción de una base científica permanente.
La pregunta que inmediatamente surge es “¿por qué y para qué retornar a la
Luna? “. El Físico ruso Konstantin Tsiolkovski decía que “la Tierra es la cuna del
hombre pero el hombre no puede permanecer para siempre en la cuna”, sin embargo -y
sin desatender el carácter explorador de nuestra especie que nos llevó desde el África
oriental a la ocupación del planeta- existen, como veremos, razones prácticas de peso
considerable.
Pero especialmente los conocimientos científicos alcanzados, los modelos que se
han elaborado del Sistema Solar y en particular sobre el origen y evolución del sistema
Tierra-Luna a partir de la carrera espacial, han superado y desacreditado muchas de las
teorías propuestas en los últimos cientos de años.
Las misiones tripuladas durante los años 60 y 70 así como las naves automáticas
de reconocimiento lunar “Lunar Prospector” y “Clementine” en la década de los 90 y
las actuales “LCROSS”, “LRO” (Lunar Reconnaissance Orbiter) y “Chandrayaan”,
están reportando valiosísima información que viene siendo analizada por los
especialistas.
EL PROGRAMA CONSTELLATION
El programa “Retorno a la Luna” está en marcha y como veremos pasa por su
mejor momento. Actualmente la empresa Lockheed Martin trabaja intensamente para la
NASA en el desarrollo de los cohetes Ares I y Ares V (vehículo que transportará a la
nave Orión con los tripulantes y vehículo de carga respectivamente) que se encargarán
de llevar de regreso al ser humano a nuestro satélite.
A diferencia de las misiones Apolo, las nuevas naves contarán con una
tecnología que pertenecía al ámbito de la ciencia ficción en los años 60; los vehículos
serán mucho más seguros -hace 40 años la probabilidad de supervivencia en un viaje a
la Luna era de un 50 por ciento-, más confortables y más grandes (viajarán hasta cuatro
astronautas).
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Durante los primeros estudios de prospección los exploradores permanecerán en
el suelo selenita durante un período de varios días y en posteriores misiones durante
semanas.
Utilizando elementos del programa Shuttle -que dejará de ser operativo el año
próximo- se incorporará materiales que permitirán reutilizar las capsulas Orión, bajando
de esa manera los costos de cada viaje.
Las cápsulas de retorno ya no descenderán en el océano -operativo que era
sumamente complejo ya que implicaba la movilización de portaaviones y helicópterossino que aterrizarán en lugares seleccionados del territorio norteamericano mediante un
descenso lento que se conseguirá utilizando súper-paracaídas (con este fin ya se están
probando exitosamente los prototipos de los futuros cohetes que son lanzados desde
gran altura por aviones de la Fuerza Aérea).
Pero como indicábamos previamente la existencia de agua es indispensable si se
desea continuar con el proyecto de una base de investigación científica permanente.
Esta ambiciosa meta solo puede ser alcanzada -al igual que lo fue la Estación
Internacional ISS- si la tecnología y los costos son gestionados por un consorcio
internacional y la condición irrestricta de que la base sea autosuficiente.
EL PRIMER ASENTAMIENTO HUMANO EN OTRO MUNDO
El retorno a la Luna, previsto para dentro de una década, y la construcción de un
asentamiento humano permanente no sólo disparará el desarrollo de nuevas tecnologías
sino que nos abrirá las puertas para desafíos de envergadura aún mayor, desafíos que
involucran a toda nuestra especie: desde nuestro satélite natural los cuerpos celestes más
distantes pueden ser estudiados con una precisión imposible de alcanzar desde la Tierra
debido a la ausencia de atmósfera. Los científicos ya están planificando construir en su
superficie telescopios cuyos espejos -de varias decenas de metros de diámetroconsistirán en mercurio líquido cuyo forma parabólica sería producto de una lenta
rotación (algo sólo posible de lograr en un cuerpo astronómico que tiene tan sólo un
sexto de la gravedad terrestre).
La base deberá estar ubicada muy cerca de uno de los polos ya que el sol nunca
se esconde en esos lugares. Mediante paneles fotovoltaicos -que automáticamente
seguirán el movimiento del Sol- se dispondrá de una fuente inagotable de energía.
El agua permite abordar funciones esenciales: irrigar cultivos hidropónicos que
proporcionen alimento a los colonos y mantener los “sistemas de respiración
regenerativa” -mecanismo de reciclaje atmosférico en el que trabaja actualmente el Dr.
Nigel Packman del Johnson Space Center- capaz de suministrar oxígeno molecular a los
laboratorios y habitats.
Además de su función como líquido vital para los astronautas la descomposición
del agua mediante electrólisis proporcionará hidrógeno y oxígeno, una fuente inagotable
de combustible para los cohetes que lleguen a la base y despeguen de la luna. Los
poderosos motores de los transbordadores espaciales utilizan hidrógeno líquido
almacenado en sus tanques como fuente de poder.
El material de la base consistirá, en parte, en módulos inflables transportados
desde la Tierra que se endurecen bajo la acción del ultravioleta del sol. Las habitaciones
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estarán ubicadas bajo suelo lunar para proteger a los colonos de las frecuentes tormentas
de radiación y para contrarrestar la presión de las paredes.
El regolito -material polvoriento de la superficie- aportará Calcio para el
cemento y Silicio que permitirá fabricar vidrio y cerámica para las estructuras.
Desde este enclave se enviarán misiones de reconocimiento y exploración hacia
toda la superficie lunar (un escenario en gran medida desconocido por los seres
humanos).
Debido a la escasa gravedad, los cohetes requerirán poco combustible para
entrar en órbita o alcanzar velocidad de escape.
En la cara eternamente oculta de la Luna se podrán construir radiotelescopios
que estarán protegidos de la potente estática radial de nuestro planeta. En un silencio de
radio perfecto escudriñarán el cosmos con una sensibilidad y transparencia sin
precedentes. La búsqueda de señales de vida inteligente (proyecto SETI) adquirirá bajo
esas condiciones una nueva dimensión.
Nuestro satélite, por otra parte, contiene en su superficie enormes cantidades de
helio 3 un isótopo que puede ser utilizado como combustible en las usinas nucleares de
fusión, “energía limpia” que se encuentra en un horizonte tecnológico ya cercano.
Pero además ese asentamiento constituirá el paso previo -quizás indispensablepara el primer viaje tripulado al planeta Marte. La exploración humana del planeta rojo el mundo más adecuado, aparte del nuestro, para albergar vida en el sistema solarimplica la construcción de vehículos espaciales de gran tamaño que consumirían
muchísimo combustible para alejarse de la órbita de la Tierra.
Escapar del campo gravitatorio lunar requiere mucho menos impulso y en
consecuencia sería mucho menos costoso.
Pero establecernos ahí, en ese cuerpo celeste que nos invoca desde los albores de
la humanidad con su luz fría y enigmática es esencial contar con grandes depósitos de
agua.
DESCUBRIMIENTOS REVELADORES
Como indicábamos al comienzo la nave India Chandrayaan (cuyo nombre
significa “navío lunar” en Sánscrito) perteneciente la Organización de Investigación
Espacial de la India, reveló días atrás la presencia de moléculas de agua en las regiones
polares de la Luna.
La noticia, publicada en la prestigiosa revista Science, confirmaba que el
Topógrafo de Mineralogía Lunar de la NASA (que se encuentra a bordo de la nave
Chandrayaan-1) había descubierto grandes depósitos de agua congelada escondida bajo
la superficie de nuestro satélite (algo similar al permafrost -permanent frost ground- o
capa permanentemente congelada, que en nuestro planeta existe en latitudes altas).
“El hielo de agua en la Luna ha representado algo así como un Santo Grial para
los científicos durante mucho tiempo”, afirmaba Jim Green, director de la División de
Ciencia Planetaria, en las oficinas centrales de la NASA, en Washington DC. “Este
sorpresivo hallazgo -concluía- es producto del ingenio, la perseverancia y la
cooperación internacional entre la Agencia Espacial de EEUU y la Agencia Espacial
India”.
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El Topógrafo utilizado por la Chandrayaan es básicamente un avanzado
espectrómetro que analiza la luz reflejada en la superficie de la Luna.
El instrumento descompone la luz en todas las longitudes de onda -colores- y se
estudian las líneas oscuras que aparecen y que identifican la presencia de los elementos
químicos que la componen, tal como si se tratara de la huella digital de una persona.
El agua posee una gran inercia térmica, es decir retiene muy bien el calor y por
lo tanto absorbe energía en la región infrarroja del espectro luminoso.
Si hay agua deben aparecer líneas oscuras, energía absorbida en esa región
específica del espectro. Y eso fue lo que descubrió la nave espacial de la India. Pocas
horas después los responsables del proyecto organizaban una rueda de prensa que se
transmitía en directo a través de NASA TV (señal que en nuestro país solo se puede
presenciar a través de Internet) anunciando que el equipo responsable del espectrómetro
M3 (Moon Mineralogy Mapper) habían hallado la “firma química” del agua.
El agua sin embargo no parece encontrarse distribuida uniformemente en la
superficie lunar sino cerca de las regiones polares (el material extraído de la superficie
de nuestro satélite por los astronautas de las misiones Apolo no contenía rastros de agua
presumiblemente debido a que la exploración in situ se llevó a cabo en zonas cercanas
al ecuador lunar).
Pero quizás lo más provocativo sea que si bien el agua se encuentra mezclada
con las rocas y el polvo de la superficie es muy fácil extraerla. En miras al programa
Constellation y la construcción de una estación permanente de investigación, para lo
cual es -como indicábamos- vital disponer de reservorios de este líquido, los científicos
se pusieron inmediatamente a trabajar en la forma de extraerla. La solución llegó casi
inmediatamente: separar agua del regolito no requiere la asistencia de costosas y
complejas máquinas, tan solo la tecnología de un horno casero. Ed Ethridge, del Centro
Marshall para Vuelos Espaciales nos lo explica: “Lo que debemos hacer es usar el
calentamiento por microondas para que el hielo congelado en el subsuelo se sublime (se
convierta en vapor de agua). El vapor puede ser recolectado y después mediante un
condensador de frío lo transformamos en agua líquida”.
Jessica Sunshine de la Universidad de Maryland y encargada del sistema
operativo de uno de los dos vehículos espaciales de apoyo, ha declarado que “el
descubrimiento de moléculas de agua en la Luna plantea nuevas y excitantes
interrogantes relativas al origen del agua en la Luna”.
Pero más allá de los descubrimientos científicos y los inevitables
cuestionamientos, sobre los que los expertos debatirán durante los próximos años, está
el hecho indiscutible de que el hallazgo significa un importantísimo espaldarazo al
programa Constellation.
El retorno a la Luna está prácticamente asegurado y la base del futuro ya se
perfila en el horizonte como una realidad tangible.
Publicado en “El Observador”, O2, 1º de Noviembre de 2009.
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