Por qué hay tanta prisa por explorar el enigmático Polo Sur de la Luna

Es un lugar donde ningún objeto creado por el hombre ha llegado antes. Sin embargo, la semana pasada, el diminuto rover Pragyaan se deslizó por una rampa desde su nave nodriza, el módulo de aterrizaje Vikram de la India, y comenzó a explorar la región alrededor del Polo Sur de la Luna.

La nave espacial no tripulada es una especie de pionera: la primera en realizar un aterrizaje suave en el gélido paisaje polar lunar lleno de cráteres. Mientras que las misiones Apolo de las décadas de 1960 y 1970 aterrizaron principalmente cerca del ecuador de la Luna, el módulo de aterrizaje de la misión Chandrayaan-3 de la India aterrizó con éxito a unas 370 millas (600 km) del polo sur lunar, más cerca que cualquier nave espacial de este lugar.

Llegó inmediatamente después de un intento fallido de Rusia dos días antes, la nave espacial Luna-25, que se salió de control y se estrelló. La misión de la India es el comienzo de una oleada de actividad en esta enigmática parte de la superficie lunar que finalmente hará que los humanos pongan un pie allí a finales de esta década.

"Es simplemente increíble que esto esté sucediendo", afirma Simeon Barber, científico planetario de la Open University del Reino Unido.

Además de India y Rusia, tanto Estados Unidos como China tienen la vista puesta en el polo sur de la Luna. Allí esperan investigar algunos de los misterios más intrigantes de la Luna y tal vez incluso explotar lo que encuentren.

Pero, ¿qué tiene el Polo Sur de la Luna que lo ha hecho tan atractivo para estos visitantes?

El módulo de aterrizaje Vikram, fotografiado aquí por el rover Pragyan, es la primera nave espacial que aterriza en el polo sur de la Luna. La misión ya ha proporcionado nuevos conocimientos (Crédito: ISRO)

Chandrayaan-3 y su rover del tamaño de una maleta ya han enviado algunos indicios tentadores del extraño entorno en el que se encuentran. Viajando a aproximadamente 1 cm (0,4 pulgadas) por segundo a través de la superficie polvorienta, el rover Pragyaan se ha alejado varios metros. desde su nave nodriza.

Al enterrar sus sensores en el suelo lunar a lo largo del camino, ha revelado una caída curiosamente pronunciada de la temperatura debajo de la superficie. En la superficie midió una temperatura de alrededor de 50 °C (120 °F), pero sólo 80 mm (3 pulgadas) por debajo de ella, cayó a -10 °C (14 °F), una diferencia de temperatura que ha "sorprendido" a los científicos.

El equipo de análisis químico a bordo también ha indicado la presencia de azufre, aluminio, calcio, hierro, titanio, manganeso, cromo y oxígeno en el suelo lunar.

Ambos hallazgos iniciales dan una idea de por qué los científicos están ansiosos por explorar la región del polo sur de la Luna.

El eje de rotación poco profundo de la Luna, de 1,5 grados en comparación con los 23,5 grados de la Tierra, significa que algunos cráteres en sus polos nunca ven la luz del sol. Sumado a las bajas temperaturas en estos lugares, los científicos creen que esto ha resultado en una abundancia de hielo, gran parte hecho de agua, que está mezclado con el suelo o expuesto en la superficie. Hay esperanzas de que el hielo pueda utilizarse como recurso para los astronautas y como trampolín para futuros descubrimientos científicos. "Es un lugar único", afirma Saumitra Mukherjee, profesora de geología en la Universidad Jawaharlal Nehru de Nueva Delhi, India. "La disponibilidad de agua es muy importante".

Nuestra mejor evidencia de la existencia de hielo de agua en la Luna proviene de un experimento de la NASA en octubre de 2009, cuando un cohete vacío se estrelló intencionalmente contra un cráter en el Polo Sur. "La columna de material tenía evidencia de agua", dice Margaret Landis, científica planetaria de la Universidad de Colorado, Boulder, Estados Unidos. "Ésta es nuestra única observación directa del hielo de agua en la Luna".

Otros datos apuntan a una mayor reflectancia en los polos, probablemente como resultado del hielo, mientras que se ha observado una mayor cantidad de hidrógeno en los polos, quizás como resultado del hielo de agua. El año pasado, el científico William Reach del Centro de Investigación Ames de la NASA en California voló el ahora retirado telescopio Sofía de la NASA en un avión para estudiar la Luna y encontró evidencia de hidrógeno "justo afuera" del lugar de aterrizaje ahora ocupado por el Vikram de Chandrayaan-3 y su rover desde que Aterrizó el 23 de agosto.

Estos recientes descubrimientos de hielo de agua han estimulado un renovado interés en explorar la Luna y, en particular, su Polo Sur.

El módulo de aterrizaje y el rover de la India permitirán ahora a los científicos "probar las teorías que los investigadores lunares han estado proponiendo sobre la presencia de hielo de agua en el suelo lunar", dice Aanchal Sharma, ex ingeniero de la Organización de Investigación Espacial de la India (ISRO), que ahora trabaja en la Universidad. de Trento, Italia.

Si bien los datos de Chandrayaan-3 serán útiles, son las misiones posteriores que aterrizarán más cerca del Polo Sur las que entusiasman especialmente a los científicos. Aquí se encuentran cráteres conocidos como regiones de sombra permanente (PSR). A veces denominados "cráteres de oscuridad eterna", estos tienen un ángulo tal que los rayos del Sol nunca llegan a sus entrañas, lo que significa que potencialmente han almacenado hielo durante miles de millones de años. El Polo Sur tiene más cráteres que el Polo Norte, probablemente un resultado aleatorio de cuántos impactos de meteoritos han golpeado la superficie, lo que hace que el Polo Sur sea un objetivo más atractivo.

Las temperaturas en las PSR podrían caer por debajo de -200 °C (-390 °F), lo que las convierte en lugares privilegiados para buscar hielo. Un rover de la NASA que se dirigirá al Polo Sur de la Luna a finales de 2024, llamado Viper, entrará en algunos de estos PSR y encenderá los faros para arrojar luz, literalmente, sobre sus secretos. La misión debería decirnos si hay "trozos de hielo en bloques" o "pequeños cristales mezclados en una mezcla arenosa", dice Dan Andrews del Centro de Investigación Ames de la NASA, director del proyecto Viper.

Sin embargo, es posible que Viper no sea la primera misión en ingresar a un PSR. Una misión anterior llamada Micro-Nova hopper, de la firma estadounidense Intuitive Machines, podría enviarse a la Luna a principios de 2024. Si bien carece de la instrumentación del Viper, como un taladro para excavar en la superficie, utilizará sus propulsores. "saltar" a un PSR en el polo sur de la Luna, dándonos nuestro primer vistazo al interior.

Sin embargo, estas no son las únicas misiones dirigidas al Polo Sur de la Luna. Una misión india de seguimiento en asociación con Japón, Chandrayaan-4, también se dirigirá aquí, mientras que China ha señalado su intención de aterrizar en esta región y Rusia tiene planeada otra misión al Polo Sur.

El hielo de agua está impulsando ese interés. Si existe en abundancia y es accesible, podría ser un recurso valioso tanto para los asentamientos humanos en la Luna como para la exploración del sistema solar. Si se puede arrancar el hielo del suelo lunar, se podría dividir en hidrógeno y oxígeno, un componente clave del combustible para cohetes o una fuente potencial de agua potable y oxígeno para los asentamientos humanos.

"La forma más sencilla de extraerlo es desenterrar la tierra helada y ponerla en una especie de horno para sublimar el hielo", dice Kevin Cannon, profesor asistente de geología en la Escuela de Minas de Colorado, en Estados Unidos. "Podríamos poner suficiente propulsor en un depósito para que un cohete reposte y alcance muchas veces el sistema solar exterior. También hay acceso a puntos que están iluminados hasta el 90% del año, lo que proporciona una buena energía solar para procesar el suelo". en oxígeno y metales como el aluminio".

Estos sueños de viajar al espacio profundo y vivir en la luna están más cerca de lo que uno podría pensar. En 2025, la NASA planea llevar humanos a la superficie de la Luna en un módulo de aterrizaje de SpaceX por primera vez en medio siglo como parte de su misión Artemis III. Aterrizarán en un lugar actualmente no seleccionado en el Polo Sur y buscarán hielo directamente por primera vez.

"Los principales objetivos de esa misión son aprender cómo aterrizar y operar en las regiones polares", dice Jacob Bleacher, científico jefe de exploración de la NASA. Dependiendo de la naturaleza del hielo descubierto por misiones anteriores como Viper en el Polo Sur, los astronautas probablemente llevarán herramientas para recolectar un poco y devolverlo a la Tierra. Las futuras misiones de Artemis podrían intentar utilizar esto más intensamente como recurso. "Es un conjunto iterativo de pasos", dice Bleacher.

La posibilidad de encontrar otros minerales y metales potencialmente utilizables en la superficie de la Luna también podría ser explotada y utilizada por los astronautas para construir la infraestructura que necesitarán para sobrevivir allí.

Las latitudes meridionales de la Luna están repletas de cráteres, como se puede ver en este mapa de gravedad de la superficie, donde el rojo indica terreno elevado y el morado terreno bajo (Crédito: Nasa)

También hay muchas razones científicas para explorar el polo sur de la Luna. Los científicos están ansiosos por resolver el origen del agua de la Luna, que puede haber sido provocada por antiguos volcanes lunares hace miles de millones de años, liberada por asteroides o cometas, o incluso transportada por el viento solar. "Lo realmente interesante del agua en la Luna es comprender cómo los planetas rocosos obtienen su agua, que es una parte clave de su habitabilidad", dice Landis. "Comprender cómo la Luna obtuvo su agua puede decirnos más sobre la Tierra y también sobre los exoplanetas rocosos [en otros sistemas solares]".

Además, el rover Chang'e-4 de China ha encontrado evidencia de un vasto cráter enterrado cerca del polo sur de la Luna como resultado de un impacto violento en una etapa temprana de su vida, sobre el cual los científicos están ansiosos por aprender más. "Podemos ver una sección transversal del cráter enterrado" usando el radar, dice Jianqing Feng del Instituto de Ciencias Planetarias de Arizona.

Brett Deveni, científico planetario del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins en Maryland, EE. UU., que fue seleccionado para liderar un equipo de geología para establecer objetivos científicos para los astronautas de Artemis III a principios de este mes, también señala que el terreno en el polo sur es parte de el más antiguo de la Luna, con menos evidencia de vulcanismo reciente. "Eso proporciona una oportunidad fantástica para observar algunos de los procesos realmente tempranos del sistema solar que no están registrados en la Tierra", dice. El equipo de Deveni está interesado en resolver otros misterios sobre la Luna, como por qué su cara oculta tiene muchos más cráteres que la cara cercana y la naturaleza de un océano de magma que probablemente alguna vez cubrió su superficie. "Todavía tenemos estas preguntas realmente fundamentales sobre la Luna", dice.

Chandrayaan-3 puede ser sólo el comienzo para responder estas preguntas y tal vez incluso vivir y trabajar en la Luna como nunca antes. "Vamos a ir a la luna para aprender cómo sobrevivir en el sistema solar y construir un plan para explorar el espacio", dice Bleacher. "Y podremos aprender sobre la historia del sistema solar.

"Este es realmente el próximo gran paso para la humanidad".

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