El polvo lunar de alta velocidad podría enturbiar el futuro de las misiones humanas a la Luna

Aterrizar personas en la Luna es complicado, una lección que los astronautas del Apolo aprendieron por las malas. El uso de un motor de cohete para bajar una gran nave espacial a la superficie lunar levanta una gran cantidad de polvo que se mueve rápidamente y puede viajar a lo largo y ancho, capaz de golpear e incluso dañar las naves espaciales en la Luna y sus alrededores. Se trata de un problema que, según algunos ingenieros, debemos abordar ahora, sobre todo si queremos hacer aterrizar a más personas en la Luna en la próxima década.

Los exploradores espaciales tienen que agradecer al entorno único de la Luna esta secuela de polvo. Nuestro vecino lunar tiene una cuarta parte del tamaño de la Tierra y una sexta parte de la gravedad de nuestro planeta. Además, carece de atmósfera, lo que facilita que los objetos diminutos naveguen por la superficie durante algún tiempo antes de volver a bajar. Así que si se apunta un motor de cohete a la Luna durante un período prolongado de tiempo -lo que suele ser necesario para bajar algo a la superficie- puede acelerar fácilmente la suciedad lunar a velocidades de miles de metros por segundo, enviándola a cientos de kilómetros de distancia.

El puñado de alunizajes del Apolo llevados a cabo en los años 60 y 70 no fueron lo suficientemente potentes o frecuentes como para causar pánico por este polvo levantado. Pero ahora la NASA quiere volver a la Luna, esta vez para quedarse. Mantener una presencia humana prolongada en la superficie lunar va a requerir muchos alunizajes, para transportar personas, carga, hábitats y demás a la Luna. Sin ningún cambio importante en la infraestructura, eso va a aumentar la posibilidad de levantar polvo que podría dañar las naves espaciales alrededor de la Luna, los lugares históricos del Apolo, o incluso la base lunar que la NASA quiere construir y mantener. También podría provocar tensiones entre las naciones que tienen naves espaciales cerca de la otra.

«Existe la posibilidad de que se produzcan graves conflictos internacionales debido a esto», dice Phil Metzger, un físico planetario de la Universidad de Florida Central que solía trabajar en la NASA estudiando los efectos de las explosiones de los cohetes en los cuerpos planetarios.

El polvo lunar resultó ser una especie de pesadilla para los astronautas del Apolo. Por un lado, se pegaba a todo. Los astronautas se llenaron de polvo en sus trajes, lo que degradó el material con el tiempo. Las partículas incluso ensuciaron muchos de los equipos que utilizaban los astronautas, como cámaras, radiadores, botones y otros. Además, el polvo expulsado durante el descenso a la superficie lunar dificultó la visión de los astronautas. «Creo que probablemente una de las facetas más agravantes y restrictivas de la exploración de la superficie lunar es el polvo y su adherencia a todo, sin importar el tipo de material, ya sea piel, material del traje, metal, no importa lo que sea», dijo el astronauta del Apolo 17 Gene Cernan durante un informe después de la misión en 1973. La gestión de esta suciedad será un gran problema para las futuras misiones de exploración lunar, especialmente si queremos instalar hábitats allí arriba.

Incluso antes de que la gente salga por la puerta de un módulo de aterrizaje lunar, el polvo será un problema, empezando por el segundo en que se enciende el motor de aterrizaje. Aquí en la Tierra, si se apuntara con un motor de cohete a un montón de polvo, grava y rocas, la espesa atmósfera de aire que rodea nuestro planeta frenaría primero las partículas más pequeñas, mientras que las más grandes atravesarían la resistencia del viento y recorrerían las mayores distancias. En la Luna ocurre lo contrario. No hay aire que rodee la superficie lunar, sólo el vacío. Así que si un grupo de partículas se acelerara a grandes velocidades, las partículas más pequeñas serían las que viajarían más rápido y a mayores distancias, mientras que las rocas más grandes pronto serían derribadas por la débil gravedad de la Luna.

Eso es exactamente lo que ocurre cuando se utiliza un motor de cohete para bajar a la superficie lunar. Gracias a lo que hemos aprendido de las misiones Apolo, los ingenieros han descubierto que un gran aterrizador del tamaño del módulo lunar Apolo -capaz de escupir gas a unos 2.400 metros por segundo- puede propulsar rocas y partículas del tamaño de la grava a una velocidad de entre 10 y 100 metros por segundo, enviándolas a enormes distancias (hasta seis campos de fútbol). Pero el polvo fino y la arena pueden alcanzar una velocidad de hasta 1.000 metros por segundo, propulsándolos a cientos de kilómetros de distancia – o incluso distribuyéndolos por toda la Luna.

Cualquier maquinaria en el camino de estas partículas de alta velocidad podría sufrir algunas explosiones o daños graves. «Podría arruinar una nave espacial en órbita alrededor de la Luna si por casualidad está en el lugar equivocado en el momento equivocado», dice Metzger. Los astronautas del Apolo 12 vieron este efecto cuando aterrizaron en la Luna en noviembre de 1969. Aterrizaron deliberadamente cerca de una sonda robótica llamada Surveyor 3, que la NASA había hecho aterrizar en la Luna en 1967. Cuando se llevaron piezas de la sonda a la Tierra, los investigadores descubrieron que el Surveyor 3 había sido completamente arenado por el polvo del aterrizaje.

«Podemos ver que las partículas de suelo lunar penetraron profundamente en la superficie por todo el Surveyor», dice Metzger, que dirigió un equipo que estudió partes de la sonda Surveyor 3 que volvió del Apolo 12. «Podemos ver la pintura toda agrietada».

El problema puede agravarse aún más cuando la NASA busque enviar seres humanos de vuelta a la Luna, ya que algunos de los aterrizadores que han sido propuestos por empresas privadas como Blue Origin, Lockheed Martin y SpaceX serían mucho más grandes que los aterrizadores del Apolo. El resultado de que todos estos aluniceros toquen la Luna: aún más polvo y grandes partículas expulsadas a mayor velocidad.

«Será aún peor», dice Metzger. «Serán cosas del tamaño de la arena expulsadas completamente de la Luna hacia la órbita alrededor del Sol. Las partículas más grandes, como la grava, se dispersarán a mayor distancia». Desde el punto de vista logístico, eso podría ser una mala noticia para cualquier futuro hábitat que la NASA u otras agencias espaciales quieran construir en la Luna. «Si aterriza demasiado cerca de su puesto de avanzada, podría ser como si se lanzara una lluvia de grava que viajara a la velocidad de las balas», dice Metzger.

También es un problema para la preservación histórica. Los arqueólogos espaciales están interesados en mantener los lugares de aterrizaje del Apolo lo más prístinos posible, para poder estudiarlos en el futuro. «Todavía hay mucho que aprender arqueológicamente de estos primeros sitios», dice Beth O’Leary, arqueóloga espacial de la Universidad Estatal de Nuevo México, a The Verge. Por ejemplo, O’Leary está interesada en comparar potencialmente la tecnología de las primeras naves espaciales robóticas soviéticas que aterrizaron en la Luna con las primeras naves espaciales de fabricación estadounidense, pero eso sólo se puede hacer si las piezas siguen siendo las mismas que cuando aterrizaron en la década de 1960.

«Sólo se podría hacer eso mirando los artefactos del sitio en ,» dice O’Leary. «Porque cuando se quita algo, se puede grabar, se puede preservar en un museo, pero se quita la integridad del sitio».

Además, a O’Leary no sólo le preocupan los artefactos de hardware, sino también los rasgos que los astronautas del Apolo dejaron en el suelo, especialmente sus huellas lunares. «Todo lo que es un rasgo en la Luna corre el riesgo de ser perturbado por el viento, por cualquier tipo de fuerza erosiva», dice O’Leary. «Y la forma en que las naves espaciales en el futuro podrían aterrizar, o el lugar en el que aterrizarían, esencialmente las borraría».

Una forma de preservar todos estos vehículos y maquinaria es aterrizar lo suficientemente lejos para que el valioso hardware permanezca intacto. Pero los investigadores no saben cuál es la mejor distancia mínima. En 2011, Metzger y un equipo de investigadores intentaron elaborar unas directrices sobre la distancia a la que deberían aterrizar otras entidades en los emplazamientos de Apolo, para causar el menor daño posible. El equipo se decantó por una distancia de 2 kilómetros, pero Metzger dice que la cifra es arbitraria: realmente no hay una distancia mínima de seguridad. Dado que los módulos de aterrizaje tienen el potencial de dispersar el polvo globalmente, todo depende de cuánto daño se considere «aceptable». Los robots lunares pueden soportar cierta cantidad de bombardeo – de hecho, el polvo interplanetario está cayendo en la Luna todo el tiempo – pero no está claro cuando el daño se convierte en una responsabilidad.

«A cierta distancia, la cantidad de daño que vas a causar sería insignificante en comparación con lo que la naturaleza está haciendo», dice Metzger. «Pero no somos lo suficientemente inteligentes como para averiguar cuál es esa distancia».

Para aliviar el riesgo de daños, Metzger dice que la NASA y otras empresas comerciales que se dirigen a la Luna deben considerar seriamente la posibilidad de construir plataformas de aterrizaje en la superficie lunar antes de que los alunizajes sean rutinarios. Pero esta solución también tiene sus inconvenientes. Traer una plataforma de aterrizaje metálica prefabricada para instalarla en la superficie requeriría enormes cantidades de combustible y grandes sumas de dinero. Otra opción es utilizar microondas u otras herramientas térmicas para fundir el suelo lunar y convertirlo en una superficie plana, pero eso requiere el uso de tecnología experimental.

Al final, cualquier opción de plataforma de aterrizaje va a requerir nuevas tecnologías sofisticadas, y puede hacer que las misiones lunares sean más complejas y caras. Dados los ya elevados costes de las misiones de retorno a la Luna, es muy posible que la NASA y otras empresas comerciales se salten este paso. Por eso Metzger sostiene que es hora de que los países lleguen a algún tipo de acuerdo de que los daños en sus naves espaciales lunares serán una posibilidad muy real.

Además de los emplazamientos Apolo de Estados Unidos, China y Rusia enviaron robots a la Luna, y otros países, como India y Japón, han estrellado naves espaciales en la superficie lunar. Estos vehículos, o sus restos, podrían estar en la línea de fuego independientemente del lugar donde se posara un gran módulo de aterrizaje humano. «Creo que tenemos que llegar a un acuerdo internacional en el que todos estemos de acuerdo en que se nos va a permitir chafar el hardware de los demás», dice Metzger. «Si no nos ponemos de acuerdo, eso significa que no se puede aterrizar en ciertos lugares de la Luna. Y eso significa que los países van a poder reclamar un territorio efectivo».

A Estados Unidos todavía le faltan muchos años para que los seres humanos viajen a la Luna y desde ella con regularidad, así que todavía hay mucho tiempo para pensar en esto antes de que surjan tensiones internacionales. Pero si la NASA y la industria espacial privada se toman realmente en serio la idea de ir a la Luna para quedarse, estas organizaciones tendrán que familiarizarse con las partículas que cubren la superficie lunar. Porque sus vehículos rociarán polvo lunar por toda la Luna, quieran o no.

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