La Luna tiene zonas oscuras y otras más brillantes.

Introducción

En este artículo hablaré sobre algunas de las características de nuestro satélite, la Luna. Asimismo, sugiero una actividad con la cual los profesores puedan explicar a sus alumnos un concepto que no siempre es fácil de entender: las fases de la Luna. Abordaré, finalmente, uno de los planes nuevos de la exploración espacial: la construcción de una base en la Luna que sirva como punto intermedio para que el hombre llegue a Marte.

Características generales

La Luna, el astro más brillante del cielo nocturno, no brilla con luz propia sino que, al igual que los planetas y demás satélites de nuestro sistema, refleja la luz del Sol que incide sobre su superficie. La Luna está mucho más cercana a la Tierra que cualquier otro cuerpo celeste, y por eso es el único objeto nocturno que podemos distinguir a simple vista como algo más que un punto brillante.
La Luna

Superficie de la Luna.

Hasta el año de 1609, los hombres observaron el firmamento sólo con los ojos. Ese año, el científico italiano Galileo Galilei construyó el primer telescopio para observar objetos en el cielo. No es de extrañar que el primer cuerpo celeste al que apuntó Galileo con su telescopio haya sido la Luna. En su libro El mensajero sideral escribió lo que había encontrado en sus observaciones y describe con mucho detalle los distintos relieves lunares.

En la superficie de la Luna se pueden distinguir dos tipos diferentes de terreno: las tierras altas relativamente brillantes llenas de cráteres, y las tierras bajas más oscuras y planas. Galileo pensó que estas últimas eran mares como los que hay en nuestro planeta y por mucho tiempo se creyó que había agua en la superficie de la Luna.

En la actualidad, se sabe que la Luna no contiene atmósfera y que en su superficie no hay agua, que las zonas oscuras que vio Galileo son en realidad extensas regiones lisas formadas por derrames de lava volcánica endurecida. Las zonas claras corresponden a montañas y los cráteres fueron producidos, en la historia temprana del satélite, por los innumerables meteoritos que cayeron sobre él.

La superficie lunar no cambia, esto significa que los cráteres, las rocas y el polvo que existen en ella han estado allí por millones de años y permanecerán en ella por millones de años más. Esto se debe a la ausencia de atmósfera en la Luna. En la Tierra, en cambio, la superficie se renueva constantemente debido a la erosión del viento, la lluvia, erupciones volcánicas, placas tectónicas, etc. También debido a la falta de atmósfera, el clima en la Luna es muy extremoso, la temperatura puede ser muy alta durante el día (llega a 120 ºC) y muy baja en la noche (hasta -233 ºC). La temperatura promedio en la superficie de la Tierra es de 15 ºC porque la atmósfera funciona como una cobija, manteniendo el calor del Sol incluso durante las noches.

Las regiones lunares donde hay más cráteres de impacto son las más viejas, ya que se han acumulado cráteres, unos encima de otros, por millones años. Las zonas donde hay menos cráteres son más jóvenes ya que por allí corrió lava y renovó la superficie lunar.

La Luna está a 384 403 kilómetros de la Tierra. Su diámetro mide 3476 kilómetros, aproximadamente un cuarto del diámetro de nuestro planeta. Gira alrededor de la Tierra en una órbita elíptica y tarda aproximadamente 29.5 días en dar una vuelta completa. Este movimiento es el causante del fenómeno conocido como fases de la Luna, que a continuación explicamos.

Vista desde la Tierra, la Luna cambia de aspecto (pasa de tener forma circular a la de un cuerno) a medida que gira alrededor de la órbita terrestre. A este fenómeno se le conoce como fases. Las fases de la Luna no son más que la sucesión de la noche y el día de nuestro satélite, vistos desde la Tierra. Es decir, de la misma forma que en la mitad de la Tierra es de día mientras que en la otra mitad es de noche, una mitad de la Luna está iluminada por la luz del Sol y la otra está oscura. Las fases de la Luna dependen de su posición con respecto al Sol y a la Tierra.

Figura 1. Las distintas fases de la Luna.

A continuación proponemos una actividad sencilla que el maestro podrá realizar en clase para explicar a sus alumnos este fenómeno.

Actividad

Fases de la Luna

Material

Linterna de mano, un salón oscuro.

Desarrollo

El maestro elige al azar a tres alumnos, uno de ellos será el Sol, otro la Luna y el último la Tierra. El niño que representa al Sol tomará la lámpara de mano; enfrente de él se colocará el niño que representa a la Luna, y después el que representa a la Tierra. Enseguida, al niño que tiene la lámpara se le pedirá que alumbre a la Luna, como se muestra en la siguiente figura:

Figura 2.

El profesor preguntará a sus alumnos qué parte de la Luna está viendo la Tierra, ¿el día o la noche? Ellos podrán observar que la parte iluminada del niño-Luna no la puede ver el niño-Tierra. Es decir, cuando el Sol, la Tierra y nuestro satélite se encuentran en la posición que describimos arriba, desde la Tierra vemos la cara lunar que no está iluminada por el Sol, o lo que es lo mismo, su parte noche que corresponde a la fase llamada luna nueva.

Como la Luna gira alrededor de la Tierra, el niño-Luna se moverá alrededor del niño-Tierra. Los otros dos se quedarán en el mismo lugar. Como muestra la siguiente figura:

Figura 3.

El maestro preguntará una vez más a sus alumnos qué parte de la Luna observa la Tierra, ¿el día o la noche? Ellos podrán deducir que desde la Tierra se observa una parte de día y otra de noche, a lo que se le conoce como cuarto creciente.

Nuevamente se mueve el niño-Luna, como se muestra a continuación:

Figura 4.

Al hacer nuevamente la misma pregunta el profesor, esta vez sus alumnos tendrán que observar que, desde la Tierra, la cara que se observa es la iluminada, es decir, el día, o lo que se llama luna llena.

Por último, el niño que representa la Luna se mueve a la posición siguiente:

Figura 5.

En esta posición, al igual que en la Fig. 3, desde la Tierra se ve una parte del lado noche y otra parte del lado día; esta fase es conocida como cuarto menguante.

Es importante que el maestro haga notar a sus alumnos que la Tierra y el Sol también están en constante movimiento. Sin embargo, para lograr el objetivo de nuestro ejercicio -la comprensión de las fases de la Luna- podemos omitir el movimiento de estos dos cuerpos.

La cara oculta de la Luna

La Luna tarda en dar una vuelta completa alrededor de la Tierra el mismo tiempo que sobre su eje, en otras palabras, el movimiento de rotación y de traslación de nuestro satélite duran lo mismo, y es por esto que desde la Tierra siempre observamos la misma cara de la Luna. La cara oculta es muy similar a la visible, con la excepción de que no tiene "mares" y tiene más cráteres.

Cara de la Luna que siempre vemos desde la Tierra. Isaac Asimov, La Luna, Correo del Maestro / La Vasija, México, 2004.		Cara de la Luna que nunca vemos. Isaac Asimov, La Luna, Correo del Maestro / La Vasija, México, 2004.

Tan importantes como los primeros mapas de la superficie de la Luna realizados por Galileo, fueron las misiones espaciales Apolo realizadas de 1969 a 1972, pues aumentaron enormemente la cantidad de información sobre nuestro satélite y con ello las concepciones que se tenían sobre su origen y evolución. El análisis de las rocas lunares que trajeron las misiones Apolo, junto con las medidas geológicas y las fotografías tomadas tanto en la superficie como en órbitas alrededor de la Luna, hicieron cambiar las teorías existentes sobre su origen y a la vez dieron los fundamentos para un nuevo enfoque al respecto. Aunque todavía no existe una teoría que logre explicar completamente la formación y evolución de la Luna, los científicos han propuesto que se formó hace 4500 millones de años, como consecuencia del impacto de un objeto del tamaño de Marte, cuando la Tierra estaba recién formada. Este impacto provocó que trozos de material de nuestro planeta se desprendieran y con ellos se formó nuestro satélite.

Tierra vista desde la Luna. Nótese su fase creciente. Isaac Asimov, La Luna, Correo del Maestro / La Vasija, México, 2004.

El estudio de la Luna no sólo ha sido importante para entender su origen y evolución, sino que también ha sido un laboratorio natural para estudiar la geología de los planetas del Sistema Solar. Como ya dijimos, en la Luna hay rocas de 4000 millones de años que nos dan información sobre la historia temprana del Sistema Solar de la que no disponemos en la Tierra. Más aún, entender la formación de la Luna y su historia nos ayuda a conocer más acerca de nuestro planeta ya que, al parecer, desde su origen la Luna ha estado estrechamente ligada a la Tierra.

 Exploración lunar

A partir de 1972 se suspendieron las misiones tripuladas a la Luna. Desde entonces nuestro satélite ha sido sólo explorado mediante sondas puestas en órbita por distintos países. Sin embargo, recientemente los científicos han vuelto de nuevo sus ojos a la Luna. La nasa y otras agencias espaciales tienen el proyecto de que, en las próximas décadas, los seres humanos pisen y exploren nuestro planeta vecino, Marte, y un primer paso para este proyecto es construir una base permanente en la Luna que sirva de punto intermedio en el viaje a Marte.

Marte. Isaac Asimov, La Luna, Correo del Maestro / La Vasija, México, 2004.

Para poder planear el establecimiento de colonias permanentes en la Luna, los científicos deben buscar un lugar donde las temperaturas no fluctúen demasiado entre extremadamente frías y calurosas, y donde además pueda utilizarse la luz del Sol para los paneles solares que darán energía al complejo. Los científicos de la nasa han identificado un sitio que parece cumplir con todos estos requisitos, este lugar está muy cerca del polo norte lunar, en el borde del cráter Pery. Ahí la luz solar llega prácticamente todos los días y la temperatura es de unos -50 ºC.

Un factor que se tuvo en cuenta al elegir el sitio es la posibilidad de que en el fondo del cráter haya agua congelada, para que los astronautas la puedan filtrar y calentar para reciclarla.

La razón por la que se cree que existe agua en el fondo de los cráteres de la Luna es la misma por la que sabemos que hay agua en la Tierra. Una de las teorías más aceptadas es que este líquido (o sus componentes, hidrógeno y oxígeno) fue depositado hace 3900 millones de años, cuando nuestro planeta estaba recién formado, por impactos de cometas y asteroides. Como la Luna comparte la misma zona del espacio que la Tierra, también debió de haber recibido agua. Sin embargo, dado que la fuerza de gravedad es menor que la terrestre, la mayor parte de esa agua se evaporó, y flota desde hace miles de años en el espacio. Sin embargo, los astrónomos creen que existe agua helada escondida en las sombras de cráteres profundos donde no puede ser evaporizada por la luz del Sol.

Algunas naves espaciales que han orbitado nuestro satélite han captado señales que parecen provenir de material congelado. Sin embargo, aunque se han hecho grandes esfuerzos, los astrónomos no han podido encontrar rastros de hielo a través de los telescopios terrestres.

Como parte de la cooperación de otras agencias espaciales, la India ha anunciado que en su primera misión a la Luna, prevista para el año 2007, enviará un radar hecho por cinéticos de la agencia estadounidense capaz de detectar los lugares donde existe hielo en el subsuelo.

Además, en el 2008, la nasa planea enviar una nueva nave espacial a la Luna, el Orbitador de Reconocimiento Lunar, dotado de sensores avanzados que pueden detectar el agua de cuatro formas distintas. Los científicos están esperanzados en que los resultados del orbitador respondan a la pregunta del agua en la Luna.

Representación artística del Orbitador de Reconocimiento Lunar que será lanzado por la nasa en 2008. www.spaceflight.nasa.gov/gallery/images

Falta mucho por descubrir sobre los mundos que forman el Sistema Solar. Sin duda, estas nuevas exploraciones ampliarán nuestro conocimiento sobre el Universo. Apenas el pasado 20 de julio se cumplieron 36 años desde que el hombre pisó Luna. Ahora, ojos ambiciosos ven a nuestro satélite no como un lugar para visitar, sino como un lugar para vivir.