Un estudio de meteoritos muestra que en la historia lunar antigua, la corteza lunar contenía más agua de lo que los científicos pensaban anteriormente. Los terremotos lunares son similares a los terremotos. En el caso de la Luna, son causados por los pliegues que se forman en la superficie de la Luna a medida que se encoge. La Luna se está reduciendo porque su interior se ha enfriado en los últimos cientos de millones de años.
Agua de luna
Los científicos indios, en cooperación con un equipo internacional de investigadores, han identificado pruebas de una mayor probabilidad de presencia de hielo de agua en los cráteres polares de la Luna, informa el sitio web de la Organización de Investigación Espacial de la India. El estudio sugiere que la cantidad de hielo subterráneo en los primeros metros es aproximadamente de 5 a 8 veces mayor que en la superficie, tanto en las regiones polares norte como sur de la Luna. El descubrimiento de estos importantes depósitos de hielo subterráneo podría cambiar significativamente el curso de la futura exploración lunar.
Perforar en la Luna para tomar muestras o excavar este hielo será fundamental para respaldar futuras misiones y garantizar una presencia humana a largo plazo en la superficie lunar. Además, el estudio también muestra que el área de hielo de agua en la región del polo norte es 2 veces mayor que en la región del polo sur, lo que proporciona información valiosa para la planificación de la misión y la selección del sitio.
El estudio, realizado por los Institutos Indios de Tecnología Kanpur y Dhanbad en colaboración con científicos de la Universidad del Sur de California y el Jet Propulsion Laboratory de la NASA, respalda la hipótesis de que la principal fuente de hielo de agua subsuperficial en los polos lunares es la liberación de gases. durante el vulcanismo de Imbria, hace 3,8-3 mil millones de años.
Como señala la agencia, en su estudio los científicos utilizaron datos obtenidos por los equipos a bordo del Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) de la NASA, lanzado en 2009, y de la estación interplanetaria india Chandrayaan-2, que entró en la órbita lunar en 2019.
Meteorito lunar revela que la Luna alguna vez tuvo mucha más agua de lo esperado
Durante mucho tiempo se ha pensado que la superficie lunar ha estado seca durante miles o incluso millones de años, pero puede haber más agua en la superficie lunar de lo que pensábamos, y sólo tenemos que encontrar una manera de conseguirla. Un nuevo estudio ha descubierto que hace unos 4 mil millones de años la superficie de la Luna era rica en agua, informa la revista Nature Astronomy.
Esta investigación podría ser un paso importante hacia una mejor comprensión de la evolución de la Luna y también podría ayudar a informar futuras misiones lunares, incluida la misión Artemis 3 de la NASA, cuyo objetivo es devolver a los humanos a la superficie lunar para 2026 como muy pronto y utilizar lo que encuentre. Hay agua congelada para una presencia sostenible en la Luna.
A la izquierda hay una imagen de la Luna, a la derecha una muestra de un meteorito lunar. NASA/Tara Hayden
Tara Hayden, becaria postdoctoral de la Universidad de Western Ontario, examinó un meteorito lunar que alguna vez fue parte de la superficie de la luna y contiene el mineral apatita. Este fosfato común permitió por primera vez estudiar directamente una etapa desconocida de la evolución lunar cuando la Luna estaba fundida.
Un estudio de meteoritos muestra que en la historia lunar antigua, la corteza lunar contenía más agua de lo que los científicos pensaban anteriormente. “Descubrir apatita en la corteza lunar temprana por primera vez es increíblemente emocionante ya que finalmente podemos comenzar a reconstruir esta fase desconocida de la historia lunar”, dijo Hayden en un comunicado. “Descubrimos que la corteza primitiva de la Luna era más rica en agua de lo que esperábamos, y sus isótopos estables volátiles revelan una historia aún más compleja de lo que sabíamos anteriormente”.
Hayden explicó que estudiar meteoritos lunares, como el que estudió en busca de apatita, es importante para aprender más sobre la Luna y posiblemente podría revelar información que faltaba en las muestras traídas a la Tierra en las décadas de 1960 y 1970 como parte de la misión. el programa Apolo.
Cuando se examinaron por primera vez las muestras lunares del Apolo, los científicos descubrieron que eran “pobres en volátiles”. Los volátiles son sustancias químicas que se evaporan fácilmente a temperaturas relativamente bajas; El agua es moderadamente volátil y se evapora a una temperatura de 212 grados Fahrenheit (100 grados Celsius). Esto ha llevado a sugerir que la Luna está “seca hasta los huesos”.
Roca recogida de la superficie de la Luna durante la misión Apolo 16. NASA
Esta suposición fue cuestionada en 2008 cuando los científicos descubrieron cantidades significativas de agua y volátiles en nuevas muestras del Apolo, lo que los llevó a realizar una segunda mirada. A medida que esta investigación ha continuado durante los últimos 15 años, otras muestras, como los meteoritos lunares que cayeron a la Tierra después de ser liberados de la superficie lunar por impactos de asteroides y otros impactos, han demostrado que la Luna a lo largo de su historia no estuvo completamente seca.
“Desentrañar la historia del agua en la corteza lunar más antigua, formada hace aproximadamente 4.500 millones de años, es importante para mejorar nuestra comprensión de los orígenes del agua en el sistema solar”, dijo Mahesh Anand, profesor de ciencia y exploración planetaria de la Open University. “Las muestras de rocas antiguas de la Luna en forma de meteoritos lunares brindan una excelente oportunidad para realizar este tipo de investigaciones”.
El agua congelada en la superficie lunar podría usarse en futuras misiones no solo para mantener con vida a los astronautas, sino también para extraer hidrógeno como combustible que podría usarse para devolver a las tripulaciones a la Tierra o para viajar más profundamente en el sistema solar, como a Marte.
Terremotos lunares y deslizamientos de tierra lunares.
Al planificar los lugares de aterrizaje de la tripulación en la Luna, desde las próximas misiones Artemis hasta futuros asentamientos lunares duraderos, los planificadores de misiones deben considerar una serie de parámetros lunares. Por ejemplo, la forma del terreno puede hacer o deshacer una misión, y el potencial de grandes volúmenes de agua sumergida puede hacer que un lugar sea mucho más atractivo que su contraparte más seca. Pero los geólogos ahora sugieren que también es importante tener en cuenta los terremotos y deslizamientos de tierra lunares, escriben en The Planetary Science Journal.
Como destacan los científicos, esto ya no es una cuestión académica. Investigadores en la región del polo sur de la luna, ubicada cerca del lado de aterrizaje planificado de Artemis 3, que aterrizará en 2026, han identificado fallas que desencadenaron un gran terremoto lunar hace unos 50 años.
Fotografía de la superficie de la Luna. NASA
Algunas misiones Apolo llevaban consigo sismómetros. El 13 de marzo de 1973, un terremoto lunar particularmente fuerte sacudió los sismómetros en dirección general al polo sur de la Luna. Décadas más tarde, un orbitador de reconocimiento lunar sobrevoló el polo sur y descubrió una red de fallas. Utilizando nuevos modelos, los investigadores vincularon estas fallas con el terremoto lunar.
El estudio amplía nuestra imagen de cómo son los terremotos lunares en general. En principio, los terremotos lunares son similares a los terremotos. En el caso de la Luna, son causados por los pliegues que se forman en la superficie de la Luna a medida que se encoge. La Luna se está reduciendo porque su interior se ha enfriado en los últimos cientos de millones de años. Según los científicos, esto es similar al arrugamiento de una pasa, lo que también nos ayuda a visualizar la formación de estos pliegues.
Además, la superficie de la Luna está mucho menos densa que la de la Tierra y, a menudo, está formada por partículas sueltas que pueden ser expulsadas y dispersadas por los impactos. Como resultado, es más probable que los terremotos lunares provoquen deslizamientos de tierra.
Cámara del Orbitador de Reconocimiento Lunar, mosaico de la Cámara de Ángulo Estrecho (NAC) del cúmulo de lóbulos de Wiechert (flechas apuntando a la izquierda) cerca del polo sur de la Luna. La escarpa de la falla de empuje cortó un cráter colapsado de aproximadamente 1 kilómetro (0,6 millas) de diámetro (flecha que apunta hacia la derecha). NASA/LRO/LROC/ASU/Institución Smithsonian
A medida que se acerca el día en que las botas humanas vuelvan a caminar sobre la luna, las personas en cuestión tendrán que considerar la posibilidad de que el suelo debajo de esas botas no sea tan estable como esperaban, según los investigadores. El modelo de los investigadores sugiere, por ejemplo, que las paredes del cráter Shackleton, conocido por su hielo, son vulnerables a los deslizamientos de tierra.
El último estudio muestra que la Luna todavía está geológicamente activa y proporciona evidencia de que fallas tectónicas, creadas a medida que el interior de la Luna se enfría y se contrae gradualmente, se encuentran cerca de algunas de las áreas identificadas por la NASA como regiones candidatas para el aterrizaje de Artemis III, la primera misión planeada. Artemisa.”
La luna contiene pistas sobre la evolución de la Tierra, los planetas y el sol, y una nueva investigación financiada por la NASA está ayudando a los científicos a comprender mejor algunos de los misterios bajo la superficie de nuestro vecino cósmico más cercano. Este estudio fue escrito en coautoría por la científica jefa del Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA, Renee Weber, quien también es miembro del Equipo Científico Artemis de la NASA, un amplio grupo de científicos de toda la agencia que trabajan para marcar el comienzo de una nueva era de la ciencia del espacio profundo.
Como sismólogo y geofísico lunar, Weber brinda asistencia experta al equipo científico de Artemis, incluido el conocimiento de los tipos de eventos sísmicos que pueden ocurrir en la Luna para comprender mejor su geología interna y su entorno superficial.
“Este estudio examinó fallas tectónicas y pendientes pronunciadas en la región del polo sur de la Luna y encontró que algunas áreas son susceptibles a sacudidas sísmicas y deslizamientos de tierra de regolito”, dijo Weber. “Una vez cartografiadas las fallas, calculamos el tamaño de los posibles terremotos lunares que podrían ocurrir para crear un mapa de peligro sísmico en las proximidades de fallas tectónicas y pendientes pronunciadas”.
El estudio encontró que fallas de cabalgamiento jóvenes y relativamente pequeñas, llamadas escarpas lobuladas, están muy extendidas en la corteza lunar. Los escarpes se forman donde las fuerzas de compresión rompen la corteza y empujan o empujan la roca de un lado de una falla hacia arriba y a través de la roca del otro lado. La contracción es causada por el enfriamiento del interior aún caliente de la Luna y las fuerzas de marea de la Tierra, lo que conduce a una compresión global. Las repisas fueron identificadas en imágenes tomadas por la cámara Lunar Reconnaissance Orbiter a bordo del LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) de la NASA.
La formación de fallas va acompañada de actividad sísmica en forma de terremotos lunares poco profundos. Estos pequeños terremotos lunares fueron registrados por la Red Sísmica Pasiva de Apolo, una serie de sismómetros desplegados por los astronautas del Apolo, y potencialmente también podrían ser registrados por un nuevo instrumento sísmico cuyo lanzamiento está previsto para el próximo año a bordo del próximo vuelo CLPS (Servicio Comercial de Carga Lunar). La herramienta, Farside Seismic Suite, devolverá los primeros datos sísmicos de la agencia desde la cara oculta de la Luna, ayudando a los científicos a comprender la actividad tectónica de la región. Los datos también podrían mostrar con qué frecuencia la cara oculta de la Luna es impactada por pequeños meteoritos y determinar si la sismicidad en la cara oculta de la Luna es diferente de la medida durante el Apolo en la cara visible de la Luna.
“Para comprender mejor el peligro sísmico que plantea la futura actividad humana en la Luna, necesitamos nuevos datos sísmicos no sólo en el Polo Sur, sino en todo el mundo”, dijo Weber. “Misiones como la próxima Farside Seismic Suite, así como futuras misiones potenciales como el concepto de Red Geofísica Lunar, ampliarán las mediciones tomadas durante el Apolo y aumentarán nuestro conocimiento de la sismicidad global”.
El epicentro de uno de los terremotos lunares más fuertes registrados durante el experimento sísmico pasivo Apolo se localizó en la región del polo sur de la Luna. Sin embargo, no se pudo determinar la ubicación exacta del epicentro. Cerca del polo se distribuye una nube de posibles ubicaciones (puntos magenta y polígono cian) de un gran terremoto lunar poco profundo, utilizando un algoritmo de reubicación diseñado específicamente para redes sísmicas muy dispersas. Los rectángulos azules muestran los supuestos lugares de aterrizaje de Artemis III. Los escarpes de empuje lobulados se muestran como pequeñas líneas rojas. La nube del epicentro cubre varias escarpas lobuladas y muchas de las áreas de aterrizaje de Artemis III. NASA/LROC/ASU/Institución Smithsonian
A medida que la NASA desarrolla infraestructura a largo plazo en la superficie lunar, la investigación de Weber proporcionará información invaluable para el equipo científico de Artemis, que perfeccionará una arquitectura de misión que mantenga la flexibilidad para la ciencia y las operaciones en varios sitios de aterrizaje, y aplicará nuevos conocimientos científicos como mientras continúa la investigación sobre las mediciones sísmicas recopiladas a lo largo del camino.
Según Weber, el estudio no influye en el proceso de selección de la región de aterrizaje de Artemis III porque es difícil estimar con precisión con qué frecuencia ocurren los terremotos lunares en una región particular y, como ocurre con los terremotos, los científicos no pueden predecir los terremotos lunares. Además, para una misión más corta como Artemis III, la probabilidad de peligros debidos a sacudidas sísmicas es mucho menor.
A medida que la NASA desarrolle la infraestructura a largo plazo, la agencia identificará regiones potenciales donde se podrían instalar varios elementos más cerca de las fechas de futuras misiones Artemis. En este proceso de selección de sitio, algunos de los factores a considerar pueden ser características geográficas como la proximidad a accidentes tectónicos y la topografía, lo que hace que el estudio de Weber sea aún más valioso.
La NASA medirá los terremotos lunares utilizando la misión InSight Mars, que se utilizó para explorar Marte
La tecnología detrás de los dos sismómetros que componen la Instalación Sísmica Farside de la NASA se ha utilizado para detectar más de mil terremotos en el Planeta Rojo. Uno de los dos sismómetros personalizados para la superficie lunar, basado en instrumentos desarrollados originalmente para la misión InSight Mars de la NASA, registró más de 1.300 martemotos antes de que finalizara la misión en 2022.
Los dos sismómetros, parte de una carga útil llamada Farside Seismic Suite (FSS), llegarán en 2026 a la Cuenca Schrödinger, un amplio cráter de impacto ubicado a unas 300 millas (500 kilómetros) de la Tierra, el polo sur de la Luna. El complejo autónomo que funciona con energía solar tiene su propio equipo informático y de comunicaciones, y la capacidad de protegerse del intenso calor del día lunar y de las frías condiciones nocturnas.
El instrumento del Experimento Sísmico sobre Estructura Interna (SEIS) a bordo de la sonda Mars InSight de la NASA se encuentra dentro de una carcasa hexagonal de color cobre en esta foto tomada por la cámara del brazo robótico del módulo de aterrizaje el 4 de diciembre de 2018. La tecnología SEIS se utiliza en Farside Seismic. Suite a la Luna. NASA/JPL-Caltech
La instalación, que es 30 veces más sensible que sus predecesoras del Apolo, detectará la vibración sísmica de “fondo” de la luna causada por micrometeoritos del tamaño de guijarros que caen a la superficie. Esto ayudará a la NASA a comprender mejor el entorno de impacto actual mientras la agencia se prepara para enviar astronautas de Artemis a explorar la superficie lunar.
Los científicos planetarios quieren saber qué les dirá el FSS sobre la actividad y estructura interna de la Luna. Lo que aprendan les dará una idea de cómo se formó y evolucionó la Luna, así como los planetas rocosos como Marte y la Tierra.
Fotografiado durante el montaje en noviembre de 2023, el cubo interior de Farside Seismic Suite alberga una gran matriz de carga útil de la NASA (en la parte trasera) y dos sismómetros. El dispositivo con forma de disco dorado alberga un sensor de período corto y el cuerpo plateado alberga un sismómetro de banda ultraancha. NASA/JPL-Caltech
El sismómetro de banda muy ancha, o VBB, es el sismómetro más sensible jamás creado para su uso en la exploración espacial: puede detectar movimientos terrestres más pequeños que un átomo de hidrógeno. Es un cilindro grueso de aproximadamente 14 centímetros (5 pulgadas) de diámetro que mide el movimiento hacia arriba y hacia abajo utilizando un péndulo sostenido por un resorte. Fue creado originalmente por la agencia espacial francesa CNES (Centre National d’Etudes Spatiales) como un instrumento de reemplazo de emergencia (“copia de seguridad”) para InSight.
El sismómetro más pequeño del complejo, llamado sensor de período corto o SP, fue construido por Kinemetrics en Pasadena, California, en colaboración con la Universidad de Oxford y el Imperial College de Londres. El dispositivo con forma de disco mide el movimiento en tres direcciones utilizando sensores grabados en tres chips de silicio cuadrados, cada uno de aproximadamente 1 pulgada (25 milímetros) de ancho.
La carga útil del FSS se ensambló en el JPL el año pasado. En las últimas semanas, ha soportado rigurosas pruebas ambientales en vacíos y temperaturas extremas que simulan el espacio, así como violentas sacudidas que simulan el movimiento de un cohete durante el lanzamiento.
Polvo lunar cargado
Los investigadores están estudiando datos de recientes pruebas de vuelos suborbitales para comprender mejor el regolito lunar, el polvo lunar y sus consecuencias potencialmente destructivas. El experimento, desarrollado conjuntamente por la NASA y la Universidad de Florida Central, arroja luz sobre cómo estas partículas de polvo abrasivo interactúan con los astronautas, sus trajes espaciales y otros equipos en la Luna.
El Experimento de interacción de regolito electrostático (ERIE) fue una de las 14 cargas útiles respaldadas por la NASA lanzadas el 19 de diciembre a bordo del cohete no tripulado New Shepard de Blue Origin desde la plataforma de lanzamiento uno en el oeste de Texas. Durante las pruebas de vuelo, ERIE recopiló datos para ayudar a los investigadores del Centro Espacial Kennedy en Florida a estudiar la tribocarga, o cargas inducidas por la fricción, en microgravedad.
La Luna está muy cargada por fenómenos como el viento solar y la luz ultravioleta del Sol. En tales condiciones, los granos de regolito se sienten atraídos por los exploradores lunares y sus equipos. Una cantidad suficiente de regolito puede provocar que los instrumentos se sobrecalienten o no funcionen correctamente.
Uno de los principales problemas es que es imposible conectar a tierra eléctricamente nada en la Luna. Por lo tanto, incluso un módulo de aterrizaje, un rover o cualquier objeto en la Luna tendrá polaridad. Actualmente no existe una buena solución al problema de la carga de polvo. “El polvo tiene bordes afilados que pueden rayar las superficies y bloquear los radiadores térmicos”, dijo Jay Phillips, director de la División de Carga y Electrostática de Naves Espaciales Kennedy de la NASA.
La cápsula de la tripulación New Shepard cae en paracaídas durante el lanzamiento el martes 19 de diciembre de 2023. Origen azul
La carga útil ERIE pasó unos tres minutos en microgravedad durante el vuelo suborbital de la cápsula New Shepard, que duró unos 10 minutos, antes de aterrizar de forma segura en la Tierra en el desierto de Texas. Una cámara grabó la interacción y Phillips y su equipo están revisando los datos.
Los resultados servirán de base para futuras misiones destinadas a la superficie lunar. Por ejemplo, utilizando sensores triboeléctricos en las ruedas del rover, los astronautas pueden medir las cargas positivas y negativas entre el vehículo y el regolito en la superficie lunar. El objetivo final es desarrollar tecnologías que ayuden a evitar que los trajes y los dispositivos electrónicos de los astronautas se peguen y se dañen durante las misiones.