04/Feb/06

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Las sombras en la Luna

(NASA) - La Luna es un objeto completamente familiar. Podemos verla todo el tiempo, en el cielo azul durante el día, entre las estrellas y planetas en la noche. Todos los niños conocen los contornos de los océanos lunares. Reconocen la silueta de un Hombre en la Luna o, algunas veces, un Conejo.

Esta familiaridad va más allá de las apariencias. La Luna surgió de la Tierra. De acuerdo con las teorías modernas, la Luna nació hace unos 4.500 millones de años cuando un asteroide colosal golpeó nuestro planeta. El material desprendido de la Tierra salió hacia el espacio y se unió para formar nuestro enorme satélite.

Cuando los astronautas de la Apolo pisaron esta familiar parte de su mundo, sin embargo, descubrieron que las apariencias pueden engañar. Desde el polvo eléctricamente cargado hasta el cielo teñido de negro alrededor, la Luna que exploraron era completamente extraterrestre.

Hace treinta años sus insólitas experiencias fueron tan conocidas públicamente como el "Hombre en la Luna". Ya no es así. Muchas de las historias más destacadas de la Apolo fueron desapareciendo con el paso del tiempo. Incluso el personal de la NASA olvidó algunas de estas historias.

Ahora, con la NASA regresando a la Luna en busca de nuevas experiencias y tesoros, recordamos algunas de las antiguas historias con una serie de artículos de Ciencia@NASA denominados "Crónicas de la Apolo". Éste, el primero, explora el sencillo tema de las sombras.

En el próximo día soleado, salga al aire libre y mire su sombra. No es muy oscura, ¿verdad? La hierba, la acera, los dedos del pie; cualquier cosa del lugar que caiga dentro de su sombra puede verse perfectamente bien.

La luz que ilumina el interior de su sombra proviene del cielo. Las moléculas de la atmósfera de la Tierra dispersan la luz solar (azul más que rojo) en todas las direcciones, y algo de esa luz está dentro de su sombra. Mire la sombra de sus pisadas en la fresca nieve soleada: ¡son azules!

Sin el cielo azul, su sombra sería profundamente oscura, como un pedazo de noche persiguiéndolo por todos lados. Extraño. Así es exactamente como sucede en la Luna.

Para visualizar la experiencia de los astronautas de la Apolo, imagínese que el cielo se torna total y absolutamente negro mientras el Sol continúa resplandeciendo. Su silueta se oscurece, como diciéndole, "Ya no se encuentra en la Tierra".

Una de las primeras cosas que mencionó Neil Armstrong, astronauta de la Apolo 11, cuando pisó la superficie de la Luna fueron las sombras. "Está bastante oscuro aquí en la sombra [del módulo lunar] y me es un poco difícil ver si estoy pisando en firme", comunicó a la Tierra.

El módulo lunar Eagle había aterrizado en el Mar de la Tranquilidad con su caja de equipo externo, un compartimiento estibado llamado "MESA", en la sombra de la nave espacial. Aunque el resplandor del Sol caía alrededor de ellos, Armstrong y Buzz Aldrin tenían que trabajar en la oscuridad para desplegar la cámara de TV y varias herramientas de geología.

Arriba: Sol resplandeciente, oscuras sombras y el módulo lunar Antares. Del libro FULL MOON (Luna Llena) por Michael Light. Alfred A. Knopf. ©1999

"Es muy fácil ver en las sombras después de adaptarse por un rato", comenta Armstrong. Pero, añade Aldrin, " moverse hacia atrás y hacia delante desde la luz a la sombra debe evitarse, porque la demora en recuperar la capacidad de percepción le hará perder tiempo".

En realidad, las sombras de la Luna no son absolutamente negras. La luz solar reflejada desde el terreno lunar de suaves perfiles proporciona una débil iluminación, como lo hace la propia Tierra, la cual es una fuente secundaria de luz en los cielos de la Luna. Con suficiente tiempo para adaptarse, un astronauta puede ver casi por todas partes.

Casi. Considere la experiencia de los astronautas de la Apolo 14, Al Shepard y Ed Mitchell:

Acababan de aterrizar en Fra Mauro y descargaban diligentemente el módulo lunar. Sacaron el ALSEP, un grupo de experimentos atornillados a la plataforma de carga. Los componentes de la carga estaban atornillados a la plataforma por medio de "pernos Boyd", cada perno en un hueco utilizado como guía para la herramienta de uso universal (Universal Handling Tool), un tipo de llave de los astronautas. Shepard insertaría la herramienta y la haría girar para liberar el perno. Los huecos, sin embargo, se llenaban rápidamente de polvo lunar. La herramienta no podía llegar hasta el fondo.

El ALSEP de la Apolo 14, armado. La sombra pertenece a Al Shepard. Del libro FULL MOON por Michael Light. Alfred A. Knopf. ©1999

El tubo formaba su propia sombra, entonces "Al estaba mirándola, tratando de ver al interior. No podía coger la herramienta, no lograba liberarla; y no podía verla", recuerda Mitchell.

Agrega Mitchell, "allí en la superficie lunar no hay aire que refleje la luz; entonces, a menos que se obtenga en forma directa la luz solar, no hay manera de que se pueda ver algo. La sombra es simplemente negra como el carbón. Es un fenómeno sorprendente en un planeta sin atmósfera".

(Finalmente solucionaron el problema girando la plataforma totalmente hacia abajo y sacudiendo el polvo lunar. Algunos de los pernos Boyd se soltaron, al haberse aflojado más de lo que pensaban, y también cayeron).

Durante el programa Apolo, minúsculas sombras en lugares inesperados irritaban a los astronautas; un tornillo aquí, un indicador de oxígeno bajo allí. En general, estos eran problemas menores, comunes en un día de trabajo, pero a los astronautas no les complacía perder minutos importantes para sus exploraciones.

Las sombras pueden también jugar tretas peligrosas:

Pete Conrad y Al Bean, astronautas de la Apolo 12, aterrizaron en el Océano de las Tormentas ubicado a 550 metros de la Surveyor 3, una nave espacial robótica enviada por la NASA a la Luna hace tres años. Una de las principales metas de la misión Apolo 12 era inspeccionar la Surveyor 3, para recuperar su cámara de TV, y ver cómo había resistido la nave el implacable ambiente lunar. Surveyor 3 se situó en un cráter superficial a donde Conrad y Bean podían llegar fácilmente; o al menos eso pensaron los que planearon la misión.

Los astronautas podían ver la Surveyor 3 desde Intrepid, su módulo lunar. "Recuerdo la primera vez que lo observé", dice Bean. "Pensaba que estaba en una pendiente de 40 grados. ¿Cómo vamos a bajar allí? Hablamos al respecto en la cabina, sobre tener que utilizar cuerdas".

Pero "resultó que [el suelo] era muy plano", menciona Conrad.

¿Qué sucedió? Cuando aterrizaron Bean y Conrad, el Sol estaba bajo en el cielo. La parte superior de la Surveyor 3 estaba iluminada por el Sol, mientras la parte inferior se encontraba en una profunda oscuridad. "Me engañé", dice Bean, "porque, en Tierra, si algo está soleado en un lado y muy oscuro por el otro, tiene que estar en una enorme ladera". Al final, bajaron una leve pendiente de 10 grados hacia la Surveyor 3; y no se necesitaron cuerdas.

Una sorpresa final: Cuando los astronautas miraron las sombras de sus propias cabezas, vieron un extraño resplandor. Buzz Aldrin fue el primero en reportarlo... "[hay] un halo rodeando la sombra de mi casco". Armstrong tenía uno también.

Un plateado resplandor rodea la sombra del casco de un astronauta de la Apolo. Del libro FULL MOON por Michael Light. Alfred A. Knopf ©1999

Este es el "efecto de oposición". Les Cowley, experto en óptica atmosférica explica: "Las partículas del polvo lunar se adhieren entre sí para formar estructuras inestables parecidas a torres, y denominadas 'castillos de hadas' que producen profundas sombras". Algunos investigadores creen que la superficie lunar está cubierta con esas torres microscópicas. "Directamente opuestas al Sol", continúa, "cada torre de polvo oculta su sombra y por ello esa área luce más brillante en contraste con los alrededores".

¿Parece simple? No lo es. Otros factores se suman a los resplandores. La superficie lunar está espolvoreada con diminutas esferas vidriosas (piense en ellas como gotas de rocío lunar) y minerales cristalinos, que pueden reflejar la luz solar hacia atrás. Existe entonces una "retrodispersión coherente"; partículas de polvo lunar más pequeñas que la longitud de onda de la luz difractan la luz solar, irradiando en dirección al Sol. "Nadie sabe cúal es el factor más importante", dice Cowley.

El efecto de oposición puede observarse también aquí en la Tierra, mirando por ejemplo, un campo de césped alto cubierto de rocío, en sentido opuesto al Sol. El halo está ahí, pero nuestro brillante cielo azul tiende a disminuir el contraste. Para observar el efecto exacto, debe viajar a la Luna.

Luminosos halos; sombras confusas; castillos de hadas formados en la Luna. Los astronautas de la Apolo descubrieron, en efecto, un mundo extraño.

Aportado por Eduardo J. Carletti