1.
Introducción
La fascinación que la Luna ha ejercido sobre el Hombre es
algo que se pierde en la noche de los tiempos. Su aspecto cambiante cíclico e
inmutable, su relación con los eclipses y el Sol, su presencia tanto de día
como de noche le han hecho acreedora de una enorme atención por parte del ser
humano. Desde hace milenios el estudio de sus movimientos ha quedado plasmado
en numerosos registros paleoastronómicos, que van de pinturas rupestres a
observatorios megalíticos pasando por instrumentos “portátiles” (como el disco
de Nebra1, la representación más antigua conocida de la bóveda
celeste encontrado en Alemania en 1999 y datado de hace unos 7000 años).
En su afán por entender nuestro satélite también se ha
especulado desde siempre sobre su composición y características, sobre qué
vería, cómo se sentiría y como sería si el hombre pudiera pasear por su
superficie. El primer viaje imaginario de un ser humano a nuestro satélite data
de hace más de 2000 años. La obra Somnium
de J. Kepler2 , publicada póstumamente en 1634 (pero escrita hacia
1610 o 1620), es considerada la primera novela de ciencia-ficción y en ella se
relata el viaje de un islandés a la Luna llevado por los espíritus;
curiosamente el recorrido debe hacerse durante un eclipse lunar y es en este
punto donde Kepler antepone, por primera vez, la realidad científica de
entonces a la ficción: el viaje tiene que durar 4 horas y Kepler describe los
efectos de la aceleración y cómo el protagonista tiene que ser previamente adormecido- con opiáceos- para
soportarlo. Una vez en la Luna se describen con bastante precisión los
movimientos de la bóveda celeste y los seres que la habitan. La obra termina
cuando el protagonista es despertado por un aguacero y se da cuenta de que todo
ha sido una pesadilla.
La época del conocimiento real de la Luna comienza cuando
Galileo dirige su pequeño anteojo astronómico al cielo y observa por primera
vez su superficie. Las extensas llanuras, relativamente llanas y con pocos
cráteres, contrastan con otras zonas más claras y cubiertas con muchos cráteres.
La denominación de “Mares” a las zonas llanas (aún a sabiendas ya por el propio
Galileo de que no contenían agua líquida) y “Tierras Altas” a las zonas claras
terminó imponiéndose con el tiempo como un modo sencillo de clasificar la
primera gran característica encontrada en la nuestro satélite, la existencia de
dos tipos muy distintos de terrenos.
Durante los 2 siglos y medio siguientes la Luna fue
observada y no se encontró en ella señal alguna de cambio en su superficie,
dándosele el poco apetecible calificativo de “astro muerto” suponiéndose que su
formación había estado de algún modo no conocido (por falta de datos) ligada a
la de la Tierra. La invención de la fotografía a mediados del siglo XIX y su
posterior aplicación a la astronomía hacen que a principios del siglo XX se
haya fotografiado y cartografiado la totalidad del hemisferio oriental de
nuestro satélite con una resolución de 1 Km. aproximadamente. En 1893 Grove K.
Gilbert publica el primer estudio geológico de nuestro satélite, “El rostro de
la luna” (The moon´s face: Astudy of the origin of its features), en el que identifica correctamente los mares como vastas llanuras de
lava y explica que los cráteres no son de origen volcánico. La
precisión de los instrumentos astronómicos era ya lo suficientemente grande
como para conocer sus aspectos fundamentales con un inapreciable margen de
error.
No vamos a entrar aquí en la influencia de la luna sobre
nuestro planeta, aunque es este un aspecto que cada vez se conoce mejor aportando
a veces resultados sorprendentes3.
Los datos básicos de la Luna (y su comparación con la
Tierra) serán pues los siguientes:
Luna
|
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Diámetro
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3476 Km.
|
0.273Tierra
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Masa
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5.9 1024 K.
|
1.23%Tierra
|
Volumen
|
1.199 1010
Km3
|
2.03%Tierra
|
Densidad media
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3.3 gr./cm3
|
0.6Tierra
|
Aceleración de la
gravedad (superficie)
|
1.62 m/s2
|
9.8 m/s2
|
Inclinación del ecuador
|
6º 41’
|
|
Distancia a la
Tierra (aprox.)
|
384390 Km.
|
|
Desde nuestro punto de vista el dato realmente
interesante es el que la Luna tenga, referida a la Tierra, el 2% del su volumen
pero sólo el 1.23% de la masa; lo cual significa que está formada globalmente
por un material mucho más ligero que el que forma nuestro planeta. Cualquier
teoría que se proponga para explicar su origen debe tener en cuenta este dato
fundamental.
El objeto de este pequeño trabajo es hacer un repaso
histórico de cómo se ha alcanzado nuestro satélite y se ha llegado a caminar
por él. Al final estudiaremos también las teorías sobre el origen de la Luna.
Es una hazaña histórica para la Humanidad que, además, muestra como ninguna
otra como cuestiones sociopolíticas intentan condicionar el avance científico y
cómo éste, a su vez, influye en la
sociedad que lo sustenta produciéndose una influencia mutua que ha cambiado por
completo el discurrir del Hombre por este planeta.
2. Los
primeros pasos
Las bases de la mecánica celeste fueron establecidas por
Newton con su ley de la Gravitación universal; desde el punto de vista
matemático su desarrollo fue tan impresionante que permitió incluso encontrar
el planeta Neptuno y predecir los movimientos de los cuerpos celestes con una
increíble precisión. Hoy en día es el instrumento básico para determinar cuándo
y cómo se efectuaran los lanzamientos de los satélites (en función de su misión
prevista); incluso ahora se utiliza el impulso gravitatorio de un planeta para
compensar el “exceso de peso” del satélite respecto del cohete portador (la
nave Cassini-Huygens pasó varias veces cerca de la Tierra para tomar impulso
hacia Saturno) ó para llegar al siguiente sin necesidad de gasto de combustible
(por ejemplo las naves Voyager en su periplo por el sistema solar exterior).
Los primeros estudios matemáticos serios y el
establecimiento de qué tipo de tecnología era necesaria para conquistar el
espacio exterior fueron realizados por Konstantin K. Tsiolkovski (1857-1935) en
su libro de 1893 “El espacio libre” y
en el de 1903 “La exploración del espacio
cósmico con la ayuda de ingenios a reacción”; en ellos ya se propugna que
los motores que presentan el mayor número de ventajas (empuje variable,
encendidos sucesivos,..etc...) son los que utilizan sustancias líquidas
(llamadas comburente y combustible) en especial los que mezclan Hidrógeno y
Oxígeno líquidos; si bien entonces éstos eran técnicamente inviables se proponía
sustituir el Hidrógeno por Keroseno o bien utilizar otro tipo de mezclas
líquidas no criogénicas que originaban motores menos eficientes pero cuya
tecnología era factible de alcanzarse en pocos años.
El pionero de la Astronáutica, entendida ya en su
concepción moderna, es sin duda Robert H. Goddard (1882-1945) que comienza a
estudiar (y patentar) modelos de motores de combustible líquido (Oxígeno y
Keroseno) hacia 1914. El 16 de Marzo de 1926 se realiza durante 2.5 s. el
primer vuelo de un cohete propulsado por este tipo de motores. En Europa mientras
tanto los pioneros son Robert Esnault-Pelterie (1881-1957), Herman Oberth
(1894-1979), Serguei Koroliev (1907-1966) y Werner Von Braun (1912-1977). En
Enero de 1939 la British Interplanetary Society publica en su boletín un
artículo con un detallado estudio de cómo ha de ser un viaje de 3 personas a la
Luna, la culminación de casi dos años de estudios teórico-prácticos.
Terminada la segunda guerra mundial prácticamente
quedaban sólo estos dos últimos como las únicas personas capaces de diseñar y
dirigir equipos técnicos y humanos que pudieran construir cohetes con los que
conquistar el espacio. Mientras que Von Braun se instala en EEUU llevándose
consigo la mayor parte del material de guerra relacionado con las V-1 y V-2 en
la URSS Koroliev comienza a desarrollar sus motores. El inmediato comienzo de
la Guerra fría trae fondos para el desarrollo de misiles de largo alcance que
serán la base de los primeros cohetes espaciales.
A mediados de la década de los 50 la URSS anuncia que
prevé intentar colocar un satélite en órbita con motivo de la Celebración en
1957 del Año Geofísico Internacional. El 4 de octubre de 1957 es lanzado el
Sputnik-1 al espacio; con un peso de 83.6 Kg. lleva elementales instrumentos
científicos y una emisora que deja oír su “bip-bip” en todo el mundo. El 3 de noviembre
es lanzado el Sputnik-2 con la perra Laika a bordo (que sobrevivirá dos días) y
algunos instrumentos científicos; el peso total alcanza ya los 500 Kg. El 15 de
Mayo de 1958 un nuevo lanzamiento coloca en órbita al Sputnik-3, una nave que
pesa ya 1500 Kg. y permite deducir que muy pronto los soviéticos tendrán
capacidad de colocar un hombre en el espacio. Para EEUU esto supone un
desprestigio político a la par que una gran amenaza (recordemos que los cohetes
fácilmente pueden reconvertirse en misiles) ya que su primer satélite
artificial, el Explorer-1, tenía un peso de 14 Kg. Por entonces el programa
espacial Norteamérica estaba disperso por varios Departamentos Federales
(básicamente las Fuerzas aéreas y el Ejército), algo que restaba eficacia. El 1
de octubre de 1958 se crea oficialmente la NASA con el fin de agrupar todas las
actividades espaciales.
El intento de alcanzar la Luna es prácticamente
simultáneo al de la puesta en órbita de los primeros satélites; ya en 1958 los
Estados Unidos realizan cuatro intentos fracasados de impacto (las primeras
naves Pioneer). El 12 de septiembre de 1959 es lanzado desde la URSS el Luna-2,
una nave de 391 Kg. que choca al día siguiente
a 30ºLN 1º LO (entre los cráteres Arquímedes, Aristilo y Autólico) a una velocidad
aproximada de 1200 Km. /hr. Para el seguimiento de la nave los científicos
recurrieron a un poco usual método; enviaron por télex de modo “anónimo” todoslos datos necesarios para que desde el mejor radiotelescopio existente entonces
(Jodrell Bank en Inglaterra) se pudiese seguir la trayectoria y oír los pitidos
de la nave; de ese modo también tendría occidente constancia del logro
soviético. El 24 de septiembre los EEUU
fracasn al intentar el lanzamiento de una nave Pioneer.
Un nuevo y sorprendente lanzamiento ocurre el 4 de octubre
de 1959. El Luna-3, de 435 Kg., sobrevuela el polo sur de la Luna, a
7890 Km., y curva su trayectoria de modo que tras fotografiar un 70% de la caraoculta y un 30% de la visible (que se tomará como referencia) emerge tras el
polo norte camino de la Tierra; comienza a emitir las fotos que ha tomado
cuando se encontraba a unos 470000 Km. de ésta. Con los datos recibidos se
publica el primer atlas de la cara oculta (30 fotos). La idea de retransmitir
continuamente las fotografías sin esperar a acercarse resultó providencial,
pues tras la primera transmisión hubo algún fallo y se perdió el contacto con
la nave.
3. Preparando el camino
La década de los 60 es, hasta que al final de ésta el
hombre pone el pie sobre la Luna, un periodo en el que la Astronáutica se
desarrolla de un modo tan vertiginoso que resulta realmente impensable en
aquellos momentos. Al inicio de este periodo los acontecimientos se encadenan
de un modo tal que no se ha vuelto a repetir.
Con la administración Eisenhower se decide, oficialmente
en 1960, el desarrollo del supercohete “Saturno” bajo la dirección de Von
Braun; en realidad los planes de ir a la Luna son solo un proyecto que ha sido
estudiado por la NASA de un modo bastante general, calculándose más los modos
de llegar hasta ella que las naves reales que deben hacer el viaje; el Saturno
debe ser el que cohete con el que se consiga esto, pero su carga útil en
realidad no está definida y poco- realmente nada- se ha decidido sobre sus
características.
El 12 de abril de 1961 la URSS lanza el Vostok-1 con Yuri
Gagarin a bordo, que se convierte en el
primer ser humano en salir al espacio exterior. Con el enorme peso de 4725
Kg. es más del doble que la cápsula Mercury (1935 Kg.) que están poniendo a
punto los americanos. Un acontecimiento que poco tiene que ver con la conquista
del espacio ocurre sólo 5 días después; los EEUU fracasan en su intento de
invadir Cuba a través de la bahía de Cochinos; dos graves reveses políticos que
llevan al presidente Kennedy el 25 de mayo a pronunciar su famoso discurso en
el que promete que los EEUU se proponen “…hacer
aterrizar un hombre sobre la Luna antes del fin de la presente década y traerle
de nuevo sano y salvo a la Tierra…”. A partir de este momento todo se
supedita al nuevo proyecto, el “Apolo”. Habrá misiones exploratorias no
tripuladas a la Luna que investiguen exhaustivamente las condiciones que reinan
en nuestro satélite y otras tripuladas (en órbita terrestre inicialmente, el
programa Gémini) que permitirán ensayos para realizar el vuelo tripulado a la
Luna. El análisis de todos los aspectos va a ser completo con el fin de
garantizar la seguridad de los astronautas (una seguridad que se pondrá a
prueba al límite con el Apolo 13).
Hasta no hace mucho nada se sabía de lo que ocurría mientras
tanto en la antigua URSS, sólo ahora se tiene acceso a los planes que
preparaban. Un grave error de Stalin le lleva a decir que “la electrónica es una ciencia burguesa” con lo que ese área
científico-técnica queda rezagada y llevará, a la postre, no sólo a la pérdida
de la enorme ventaja inicial en la exploración del espacio si no que para
finales de la década ya se ha convertido en un retraso considerable (también
influye en esto la prematura y rocambolesca muerte de S. Koroliev, el
científico que diseñó los primeros cohetes ¡que aún en el 2013 se siguen
utilizando!). Todo parece indicar que había idea de un programa lunar tripulado
bastante similar al americano- las naves Zond- pero que avanzó muy lentamente
(básicamente debido a problemas en el control del vuelo y de la trayectoria) y
fue finalmente abandonado tras el éxito del proyecto Apolo. La serie Luna (o
Lunik) engloba a todas las naves científicas soviéticas destinadas a nuestro
satélite.
Basándose en unos estudios del JPL se crea el primer
programa lunar americano, Ranger (naves de unos 320 Kg.), que inicialmente debe
constar de 2 misiones de sobrevuelo y luego otras 3 de impacto. Por sencillez
se decide que las naves se situaran en órbita terrestre muy elíptica y se
esperará a que sean atrapadas por el campo gravitatorio lunar mientras que el
impacto se conseguirá con un tiro directo. Problemas de toda índole hicieron
que ninguna nave consiguiese su objetivo (el Ranger-4, lanzado el 23 de abril
de 1962, choca contra la cara oculta 3 días después sin emitir ningún dato; es
el primer impacto lunar americano) . El programa se amplía a una misión más que
también es un fracaso (lanzado el 30 de enero de 1964 impacta el 2 de febrero
sin emitir ni una sola imagen-era su misión- ya que una descarga eléctrica
inutiliza el sistema de televisión). Se vuelve a ampliar con otras 3 misionesfotográficas de impacto que, rediseñadas y con un peso de 366 Kg., son todas un
éxito:
Ranger 7: lanzado el 28 de
Julio de 1964 emitió 4306 fotos durante los últimos 19 minutos de su caída
final antes de estrellarse (10,7ºLS, 20,7º LO) el día 31 en el cráter de Tycho
del mar de las Nubes. Su última imagen la tomó a 1.6 Km. de altura y mostraba
un área de 30x50 m. con una resolución de 0.5 m.; se podían ver cráteres muy
pequeños (hasta el límite de resolución) y accidentes con los bordes muy
suavizados.
Ranger-8: Lanzado el 17 de
febrero de 1965 se estrella 3 días después al oeste del mar de la Tranquilidad
emitiendo durante sus últimos 23 minutos 7137 fotografías. La trayectoria de
impacto está inclinada 42º para poder fotografiar un área mayor.
Ranger-9: Lanzado el 21 de
marzo de 1965 hacia el centro del cráter Alfonso (donde el astrónomo ruso
Kozynev dijo haber visto emanaciones de gas-nunca demostradas- en otoño de
1958) llega a él pasados 3 días y emite 5814 fotos en sus últimos 19 minutos de
caída (se retransmiten en directo a todo el país aproximadamente sus últimos 30
sg.), las últimas con 0.3 m de resolución. Se estrella 5 Km. al norte del pico
central de Alfonso.
El análisis de las fotos muestra que los Mares están
prácticamente desprovistos de rasgos y sólo hay cráteres de borde liso. La Luna
ha sido sometida a un intenso bombardeo meteorítico.
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| Crater Alfonso desde el Ranger 9 |
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| Pico central del cráter Alfonso |
De 1963 a 1965 los soviéticos, aprovechando la mayorpotencia de sus cohetes, intentan en numerosas ocasiones un alunizaje suave que
siempre termina en fracaso. La nave Zond-3 (950 Kg.) despega el 18 de
julio de 1965 para tomar 28 fotografías (3 de ellas en la zona UV del espectro
con el fin de poder distinguir algún tipo de rocas), 2 días después, de la cara
oculta. La altura varía de 9145 a 11600 Km. y muestran que es muy distinta a la
visible, con una notable ausencia de Mares. Tan sólo existe una gran depresión que
califican con el nombre de cráter Tsiolkovsky. Sólo queda ya un 5% de la Luna
sin fotografiar.
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| Cara oculta de la Luna (Zond 3) |
En el año 1966 es cuando se consigue alunizar suavemente
y transmitir desde la superficie, primero por parte de la Unión soviética y
luego por los EEUU:
Luna-9: El 31 de enero de
1966 es lanzada hacia la luna una nave de 1583 Kg. de peso que lleva una
cápsula de 100 Kg. que debe alunizar suavemente y transmitir datos y
fotografías. El 3 de febrero se posa la cápsula en el océano de las Tormentas
(a 7º8’LN 64º33’LO – desde Rusia la trayectoria más sencilla que permite un
alunizaje perpendicular al suelo está limitada de 62º a 64º LO/E y esto será inicialmente
muy utilizado) y transmite durante unas 72 horas 3 panorámicas del suelo lunar
con una cámara situada en una pequeña torreta a unos 60 cm. de altura del
suelo. El horizonte se encuentra a 1.6 Km. aproximadamente y lo que se ve
parecen coladas de lava pulverizadas por el bombardeo meteorítico.
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| Panorama (nº 3) desde el Luna 9 |
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| La Luna desde el Luna 9 |
Utilizando el cambio en las sombras de una panorámica a
otra determinan el tamaño aproximado de las rocas que rodean a la nave. Los
testigos de color que cuelgan de las antenas se revelan poco eficaces en el
intento de determinar exactamente el color real de la superficie lunar.
Realizó también mediciones sobre el nivel de radiación en
la superficie pero su aportación más significativa fue precisamente el
demostrar que el suelo lunar podía soportar el peso de una nave espacial. Los
datos fueron recibidos en Jodrell Bank, en una de las primeras cooperaciones
entre científicos de la URSS y occidente.
Luna-10: Lanzado el 31 de
marzo se colocó en órbita con 71.8º de inclinación, el 4 de abril, con objeto
de analizar lo más ampliamente posible la composición química del suelo, pues
llevaba un aparato de fluorescencia de rayos X, un detector de rayos gamma y
sensores IR. Como dato anecdótico se puede decir que emitió la internacional en
honor al 23 congreso del PCUS. Las naves Luna-11 (lanzado el 24 de Agosto-1966 entra en órbita el 25) y Luna-12
( lanzado el 22 de octubre-1966 entra en órbita el día 25) eran similares (algo más perfeccionadas).
 | |||
| La Luna desde el Luna 12 |
El Surveyor-1 fue lanzado el 30 de mayo de 1966
después de innumerables vicisitudes. Aprobado el proyecto en 1960 inicialmente
debería ser una sonda orbital y otra de aterrizaje que deberían usar el nuevo y
potente cohete
Atlas Centauro; pero problemas con este lanzador y el aumento del presupuesto
para el Apolo en detrimento de otros proyectos dejaron finalmente este proyecto
como una sonda de aterrizaje suave y se creó separadamente una nave ligera que
fotografiase la Luna a alta resolución para localizar posibles sitios de
alunizaje (los Lunar Orbiter). El Surveyor es una estructura triangular (3.05 m. de altura) y
tres patas con amortiguadores terminadas en un pie circular de aluminio en
panal de abeja deformable debían absorber el impacto a unos 14 Km./hr contra la
superficie. De los 995 Kg. de peso 714 correspondían a un retrocohete que se
enciende a 84 Km. de altura cuando va a 9500 Km./hr y se separa a 12 Km. del
suelo; es entonces cuando los motores de descenso (controlados por radar) hacen
bajar la nave suavemente; a 4.3 m. del suelo la velocidad de descenso es de 5.7
Km./hr y en ese momento se paran (para evitar la contaminación del suelo)
terminando el alunizaje en una corta caída libre. Los instrumentos científicos
pesan 28 Kg. Se lanzaron 5 naves de esta serie.
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| sombra del Surveyor 1 en la Luna |
Esta primera nave de la serie alunizó al SO del océano de las tormentas, cerca del cráter
Flamsteed (a 2º75’LS 43º 13’LO). Durante las 6 semanas que funcionó envió 11237
fotografías (incluidas algunas de la corona solar), algunas de ellas en color. Es ésta
una nave más perfeccionada que el Luna-9 y avanza ya que la URSS ha comenzado a
quedarse retrasada en la carrera hacia la luna.
El Lunar Orbiter-1, lanzado el 10 de agosto, inaugura
la serie de sondas orbitales ligeras con la misión de fotografiar a altaresolución posibles lugares de alunizaje (una zona ecuatorial comprendida entre
43ºLE y 56ºLO). Si bien las características que debe tener una nave de este
tipo ya se habían definido completamente hacia marzo de 1963 por técnicos del
Langley Research Center no es hasta mayo de 1964 cuando se acepta el proyecto
de Boeing, con un trasvase de la tecnología secreta de la toma de imágenes del tipo "SAMOS". La nave (385 Kg.) lleva 80 m.
de película de 70 mm. (le permiten tomar unas 210 fotos con dos objetivos, uno
normal y un teleobjetivo, de modo similar a como se hace en fotografía aérea y
a una altura de 40 a 60 Km.) que es revelada in situ, escaneada a alta resolución
y transmitida a la Tierra. En este vuelo fueron útiles sólo las fotos
realizadas con el objetivo normal pero se pudo completar el 75% de la misión
Primera foto de la "salida de la Tierra" (26 de Agosto de 1966)
El Lunar Orbiter 2 es lanzado el 6 de noviembre y continúa fotografiando posibles sitios de alunizaje para los Apolo. Envió 205 fotos (incluyendo el lugar donde se estrelló el Ranger 8).
El Lunar Orbiter 2 es lanzado el 6 de noviembre y continúa fotografiando posibles sitios de alunizaje para los Apolo. Envió 205 fotos (incluyendo el lugar donde se estrelló el Ranger 8).
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| Cráter Copérnico desde el Lunar Orbiter 2 |
El año 1966 se despide con otro alunizaje suave; el Luna-13
sale hacia la Luna el día 21 de diciembre y llega el 24. En el océano de las
Tormentas aterriza (18º52’LN 62º3’ LO) una cápsula similar a la del luna-9 pero
con algunas mejoras, lleva unas varillas que lanzan pequeños proyectiles contra
el suelo para comprobar su consistencia y un detector de radiación que mide su
densidad.
La Luna desde el Luna 13
Durante 1967 la URSS envía solamente dos naves tipo Zond.
Relacionadas con el programa espacial tripulado reciben los nombres de Cosmos-146(10-marzo) y Cosmos-154 (8-abril) lo que indica, a juicio de los especialistas,
que hubo algún fallo en la misión. Se colocaron en órbita lunar.
Para los Estados Unidos el comienzo no puede ser peor.
Durante un entrenamiento, el 27 de Enero, en la cápsula del Apolo-1 se produce un incendio
debido a la chispa que salta de un cable en mal estado y fortuitamente prende
unos plásticos; sus 3 ocupantes –E. White, R. Chaffee y V. I. Grissom- mueren.
El revés para el Apolo es enorme y se rediseñan numerosos sistemas. El
siguiente vuelo tripulado (Apolo-7) no llegará hasta el 11 de octubre de 1968. El primer vuelo de tres astronautas en la misma cápsula termina con éxito (a pesar de que el mal comportamiento de los astronautas hará que sean apartados de futuras misiones y nunca más vuelvan a volar), Al
terminar este 1967 prácticamente se da por concluida la exploración previa por
las sondas (todas menos el Surveyor-4 han sido éxitos) antes del desembarco
humano.
El Lunar Orbiter-3: El 5 de febrero sale camino de
la Luna y transmite 182 fotos (hace 211 antes de que se bloquee el avance de la película) de posibles
sitios de alunizaje (con esto se da por concluida la cobertura fotográfica para
el Apolo). En una de ellas se puede apreciar al Surveyor-1 y su sombra.
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| Lugar de alunizaje del Surveyor 1 desde el Lunar Orbiter 3 |
Surveyor-3: Llega a la Luna el 20 de abril de 1967, como es habitual 3 días
después de haber sido lanzado, alunizando (2º56’LS 23º20’LO) al este de océano
de las Tormentas. La alta reflectividad del suelo confundió al radar y los
motores no se apagaron a tiempo, con lo que dio dos pequeños saltos (el primero
de 10 y el segundo de 3 m. de altura) que sirvieron, adicionalmente para
comprobar que la resistencia del suelo (pudo fotografiar sus huellas) era
similar a la de la arena mojada de la playa. Llevaba una pequeña pala con la
que excavó en el suelo lunar hasta 18 cm. de profundidad. Tomó 6315 fotografías
de la superficie. El 18 de noviembre de 1969 fue visitado por los astronautas
del Apolo 12, que se trajeron de vuelta a la Tierra la cámara, la pala y otras
partes para estudiar su deterioro.
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| Camara del Surveyor 3 |
El Lunar Orbiter-4 es lanzado
el 4 de mayo a órbita lunar casi polar (85º de inclinación) con objeto de
fotografiar nuevas zonas de interés científico. Transmite 163 fotos (hace 199) de la cara
visible desde un gran altura (su orbita era de 2704/6033 Km.). El 1 de agosto
despega el Lunar Orbiter-5, último de la serie, (lleva 20 m. más de
película) con la misma inclinación orbital que su predecesor. Transmite 213
fotos de la cara oculta principalmente. Estudiando la variación de su altura
orbital se cartografían los Mascons (Mass concentrations), masas más densas de materia situadas
debajo de algunos mares (el Oriental y el Humboldtianum) y cráteres (Grimaldi) que habian sido descubiertas por el Luna-10. El Lunar Orbiter Image Recovery Project (LOIRP) es el encargado de digitalizar las fotos de estas naves con técnicas modernas.
El Surveyor-5 despegó el 8 de
septiembre con la “pequeña caja dorada” entre su equipo científico, un emisor
de partículas alfa (242Cm) asociado a un detector de protones y un
medidor de la energía de las propias partículas reflejadas en el suelo con
objeto de determinar la composición (en elementos ligeros, del Hidrógeno al
Silicio) y densidad del lugar de aterrizaje (1º25’LN 22º15’ LE) en el primer
análisis “in situ” que hacen los EEUU. Es depositada en el suelo poco después
del alunizaje el día 10 y tras un funcionamiento continuado de 900 minutos
determina que tiene una composición similar al basalto terrestre, confirmando
la presencia de volcanismo y que grandes masas de lava habían inundado las
depresiones lunares formando los Mares. No se pudo determinar cuando cesó este
ni su origen exacto. Envió también 18006 fotos el primer día lunar y 1043 el
segundo. El 7 de noviembre parte el Surveyor -6 hacia el Sinus Medii
(aluniza a 0º25’LN 1º21’ LO) y su caja dorada confirma también la presencia de
basalto. Se le desplazó 3 m. con un salto de 4 m. de altura (a la vez que
giraba 7º) para verificar el control desde la tierra de naves a gran distancia.
Transmitió 30065 fotografías.
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| La "pequeña caja dorada" del Surveyor 5 en la Luna |
El 9 de noviembre de 1967 se efectúa el primer
lanzamiento del gigantesco cohete “Saturno V”. En un vuelo denominado Apolo 4
se coloca en órbita una cápsula Apolo unida al módulo de servicio y, desde
18072 Km. la 3ª fase del cohete acelera la cápsula hasta casi 40000 Km./hr para
simular la reentrada en la atmósfera de un vuelo que provenga de la Luna. La
fricción con la atmósfera calienta el escudo térmico hasta casi 2800 ºC pero
aún así todo va según lo previsto y concluye con el amerizaje en el océano
Pacífico. La prueba es un éxito total que culmina casi una década de desarrollo
del lanzador por un lado y de todo el proyecto Apolo por otro. Los EEUU están
“a un paso” de nuestro satélite.
En 1968 se inicia del declive del programa lunar
soviético. Por un lado los ensayos del vuelo tripulado no son tan
satisfactorios como se espera y, por otro, el año termina con el vuelo
alrededor de la Luna de J. Lovell, F. Borman y W. Anders a bordo del Apolo-8
(en una misión que luego- con el accidente del Apolo-13- se vio que fue en
realidad mucho más arriesgada de lo que nadie pensó). Es inminente el
desembarco americano tripulado en la Luna. La URSS se centrará en la
exploración con sondas y en 1969 abandonará prácticamente el programa
tripulado.
El Surveyor-7 sale el 7 de enero de 1968 hacia el
cráter Tycho. Aluniza (40º53’ LS 11º26’ LO) el día 10 al noroeste de dicho
cráter en las denominadas “tierras altas”, un lugar con interés científico no
candidato a punto de alunizaje. Su “caja dorada” determinó que aquí el
contenido en Hierro, Titanio y Cobre es inferior al que hay en los mares y que
la densidad es también menor. Emitió 21046 fotografías durante su primer día
lunar (incluida la luz de un haz láser enviado desde la Tierra) y 45 el
segundo. Realizó pequeñas excavaciones con la pala mecánica que llevaba
(análoga a la del Surveyor-3). Con esta nave finaliza la exploración
teledirigida para los americanos; el proyecto Apolo es ahora el único foco de
atención.
La pala excavadora del Surveyor-7
Los soviéticos siguen ensayando su vuelo tripulado lunar
y envían el Zond-4 el 2 de Marzo (se queda en órbita solar), el Zond-5
el 14 de septiembres; la primera cápsula en llevar especimenes vivos (moscas,
tortugas, semillas...) hasta la Luna que retorna a la Tierra. Cae en el océano
Índico. Lo mismo hace el Zond-6 el 10 de noviembre pero aterrizando en
tierra firme en la URSS. El Luna-14 sale el 7 de abril de 1968 camino de
la Luna con objeto de hacer experimentos sobre telecomunicaciones lejanas.
4. Eclipsados por el
Apolo
Una vez terminada la misión del Surveyor -7 los Estados
Unidos abandonaran el estudio de la Luna con satélites artificiales
prácticamente durante 30 años. En este periodo tan solo hay que registrar los
dos Subsatélites (36 Kg.) que lanzan el Apolo15 (el 26 de julio de 1971) y el
Apolo 16 (el 16 de abril de 1972) así como el Explorer 49 (328 Kg.) el
10 de junio de 1973 que en realidad estudian el medio interplanetario y fuentes radioastronomicas.
La URSS continuará, como vamos a ver, enviando naves no
tripuladas a la Luna mientras dura el proyecto Apolo. La expectación con estos
vuelos es inicialmente tan grande y el caudal de muestras y datos científicos
que traen es de tal calibre que estas otras sondas, a pesar de obtener valiosos
datos, apenas son mencionadas.
Es 1969 un mal año para la URSS. Tres Zond y el Luna-15
terminan en fracaso; éste último casi provoca un incidente internacional pues
fue lanzado el 11 de julio de 1969, sólo 3 días antes que el Apolo 11 y la NASA
exigió a los soviéticos garantías de que no habría interferencias de ningún
tipo. Se estrelló al descender desde orbita lunar (se cree que intentaba un
aterrizaje suave para traer muestras o bien dejar un vehículo pues el impacto
fue solamente a 480 Km. /hr).
El Zond-7 es lanzado, ante la indiferencia
general, el 7 de agosto. Realiza un vuelo circunlunar con especimenes
biológicos y regresa a la Tierra. Aterriza en la URSS.
El Cosmos-300 (23 de septiembre) y el Cosmos-305
(22 de octubre) son en realidad naves Luna que reciben este nombre para
enmascarar el fracaso de su salida de órbita terrestre.
Durante 1970 el único vuelo americano es el accidentado
Apolo-13. El 13 de abril, dos días después de su lanzamiento, una explosión en
el módulo de servicio deja a la nave prácticamente sin energía y con muy poco
oxígeno. El alunizaje se cancela y el modulo lunar es utilizado como “bote
salvavidas”. Tras numerosas vicisitudes consiguen volver sanos y salvos.
La URSS consigue dos éxitos que apenas son reconocidos. El 12 de septiembre parte el Luna 16 hacia el mar de
la Fecundidad. Es un nuevo tipo de nave de 1880 Kg. de peso y casi 4 m. de
altura que está destinada a posarse suavemente (lo hace a 0º 41’ LS 56º18’ LE)
y recoger muestras. Lleva un taladro eléctrico que excava en el suelo lunar
hasta una profundidad de unos 33 cm. y coloca la muestra obtenida (103 gramos)
en el interior de una cápsula que –usando la parte inferior de la nave como
base de lanzamiento – despega hacia la Tierra. Aterriza en Kazajstán el día
24. Durante la operación de carga, en el
giro del mecanismo desde el suelo hasta la nave, se perdió aproximadamente la
mitad de la muestra obtenida.
La cápsula del Luna
16 en el suelo tras su vuelo
El vuelo circunlunar del Zond-8 (lanzado el 20 de
octubre) con especimenes biológicos pasa totalmente desapercibido. Este vuelo
es el último de la serie y da por concluido el intento soviético de hacer
llegar a la luna un vuelo tripulado. Actualmente se conocen ya bastantes documentos desclasificados sobre este programa –por entonces muy secreto- que
muestran como iba a ser un viaje que finalmente no se hizo por que la seguridad
no llegó a alcanzar los niveles requeridos (con un LK Lander, el LEM ruso realmente peculiar) y por la enorme ventaja que
consiguieron los norteamericanos en muy poco tiempo (básicamente debida al gran
avance en electrónica y al desarrollo de los motores de alto rendimiento).
Luna-17 es lanzado el 10 de
Noviembre de 1970 alunizando (38º18’ LN 35º LO) en borde del mar de las Lluvias
una semana después. Para sorpresa de todos lleva un vehículo, Lunokhod-1, de
756 Kg. que tiene 8 ruedas movidas individualmente por motores eléctricos. Conel aspecto de una bañera la tapa superior se abre durante el día lunar y las
células solares que la recubren proporcionan la energía necesaria. Por la noche
esta tapa se cierra y protege a los instrumentos del interior del frío lunar
(además lleva un calentador isotópico); entre éstos hay un telescopio de rayos
X y detectores de radiación. En el exterior un reflector láser (francés)
permite hacer medidas precisas de la distancia Tierra-Luna. Analizó la
composición del suelo en 25 sitios y las características fisico-químicas en
otros 500. Transmitió más de 20000 fotos (llevaba 2 cámaras frontales y 2
panorámicas) y datos hasta el 4 de octubre de 1971. Pilotado por un equipo de 4
personas (comandante, conductor, navegante y encargado de telecomunicaciones)
recorrió 10.5 Km.
Recorrido del LunoKhod 1por el borde del mar de
las
Lluvias. El cuadro indica la zona de alunizaje.
En 1971 y 1972 el programa Apolo va a toda máquina (de
hecho finalizará –víctima de su propio éxito-en diciembre de 1972 tras la
cancelación de los Apolo 18, 19 y 20) y el caudal de información científica que
están generando es enorme; los vuelos soviéticos son prácticamente ignorados o,
en el mejor de los casos, se emplean para corroborar las conclusiones
científicas. El Luna-18 (2 de septiembre de 1971) es una misión
encaminada seguramente a la recogida de muestras, pero se estrella (3ª34’LN
56º30´LO). El Luna-19 (28 de septiembre) es una misión para recoger
datos desde la órbita, similar será el Luna-22 (24-mayo-1974).
La nave Luna-20 (lanzada el 14 de febrero de 1972)
trae unos 80 gramos de muestras de la superficie del mar de las Crisis (3º32’LN
56º33’ LE). Sufre el mismo problema que el Luna-16. Otras misiones también dedicadas
a recoger muestras son el Luna-23 (28 de Octubre de 1974) que se posa en
el mar de las Crisis (12º41´LN 62ª 18’LE) pero es abandonado al inutilizarse el
taladro y el último de la serie: el Luna24 (9 de agosto de 1976)
recoge 170 gramos, también del mar de las Crisis (12º45’ LN 62º12’ LE), en un
tubo de plástico de 8x1600 mm. para evitar pérdidas de muestras (el mecanismo
ha sido rediseñado y en lugar de rotar va por un rail hasta la cápsula desde el
suelo introduciendo la muestra en el tubo). Con esta nave la URSS abandona definitivamente
el estudio de la Luna.
 |
| Luna 24 |
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| Luna24 tras su regreso |
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| Cápsulas de los Luna 16, 20 y 24 |
El Luna-21 parte el 8 de enero de1973. Con el
proyecto Apolo ya concluido se va a convertir en la última nave que se pose
suavemente en nuestro satélite durante décadas. Se posa en el cráter Le Monier
entre el mar de la Serenidad y los montes Tauro (25º54’ LN 30º30’LE) a 180 Km.
al norte de donde lo ha hecho el Apolo-17. El Lunokhod-2 (540 Kg., versión algo
mejorada de su predecesor) estuvo 4 meses activo y recorrió 37 Km., enviando
80000 fotografías (llevaba un par de esterocámaras) y numerosos datos sobre la
composición fisico-química del suelo (hizo cientos de ensayos) y sus
características.
 |
| La luna desde el Lunokhod-2 |
5. El hombre en la
Luna
Hemos ya hablado de que el proyecto Apolo prácticamente
comenzó con el famoso discurso de Kennedy del 25 de mayo de 1961. El
supercohete Saturno ya se estaba desarrollando y se le asigna la tarea de
propulsar al Apolo. Las posibilidades que se barajan para llegar hasta la Luna
son:
1. Vuelo directo a la Luna (sin colocarse en orbita
terrestre o lunar en ningún momento) y regreso similar.
2. Encuentro en orbita terrestre de varias naves para
formar un gran complejo que se dirigiría a la Luna. Vuelo directo de regreso.
3. Encuentro en orbita lunar. Sólo una parte de la nave
es la que llega a la superficie y luego regresa, donde espera la nave principal
para comenzar el camino de vuelta a la Tierra.
Partidario de la primera opción era, entre otros, Von
Braun pues deseaba construir el enorme cohete (mucho más potente de lo que
llegó a ser el Saturno V) pero éste era precisamente el impedimento que anuló
esta opción.
La segunda opción tenía el problema de ser extremadamente
costosa ya que se preveían varios lanzamientos (en algunos proyectos se llegaban
a solicitar hasta 15).
La tercera opción era la más plausible de todas. Requería
un potente cohete pero, como demostró un informe que ya había realizado William
H. Michell en mayo de 1960, se conseguía un enorme ahorro de peso si al llegar
a la Luna se aparcase en órbita lunar el sistema de propulsión para el regreso
y parte de la nave principal y se descendiese y ascendiese con un “módulo lunar”.
Tiene el inconveniente de que la trayectoria y las maniobras son más complejas,
pero ya por entonces se adivinaba que esto se podría realizar con la
inestimable ayuda de ordenadores.
La NASA elige
finalmente este último modo de vuelo en julio de 1962 (en noviembre de 1961 se
había decidido oficialmente que el lanzador sería el Saturno V) y solicita a
las compañías aeroespaciales los proyectos correspondientes. En septiembre de
ese mismo año la Grumman presenta su proyecto (que ya había realizado
presuponiendo que iba a ser este el modo elegido) de módulo lunar, algo con una
cabina parecida a la de un helicóptero de unos 5 m. de alto y 3.3 m. de
envergadura. El 7 de Noviembre se firma el contrato de adjudicación; en 1964
los estudios de diseño están prácticamente terminados y en 1965 comienza su
construcción (el tamaño final será de 7 m. de altura y 9.4 m. de envergadura
con las patas extendidas). La cápsula Apolo y el modulo de servicio, que
contiene los motores y resto de sistemas, se comienzan a diseñar y construir
mucho antes pues será prácticamente independiente del modo de vuelo que se
elija. En otoño de 1961 la North American Aviation consigue el contrato para
desarrollarlos y su construcción comienza a mediados de 1962. El primer vuelo
orbital de prueba se realiza el 26 de febrero de 1966. En 1965 comienzan a
definirse los aparatos científicos que irán a bordo y en marzo de 1966 se
adjudica la construcción de 4 ALSEP (Apollo Lunar Surface Experiments Package).
Mientras se desarrollaba todo el proyecto era obvio que
se necesitaba realizar vuelos tripulados que experimentaran el las condiciones
reales del espacio todas las maniobras necesarias. En diciembre de 1961 se
aprueba el programa “Gemini” con el objeto de realizar vuelos tripulados a
órbita terrestre (un vuelo de naves Gemini a órbita lunar fue propuesto pero
rápidamente desestimado). Durante 1965 y 1966 se realizan 10 vuelos tripulados
(del Gemini 3 al Gemini 12) en los que se ensayan técnicas orbitales de cambio
órbita, citas espaciales entre naves sin y con atraque e incluso citas de una cápsula
con dos satélites distintos. A poco de comenzar este proyecto ya se aprecia que
la superioridad soviética en cuanto a potencia de los lanzadores no es tan
importante pues con el desarrollo y miniaturización de los componentes electrónicos
no sólo se ahorra masa al lanzamiento si no que también al permitir más y
mejores cálculos para las trayectorias la necesidad de combustible – y por
tanto el peso- es mucho menor para realizar las mismas operaciones. La misión
Gemini-8 ayuda a decidir, prácticamente, que será Neil Armstrong (compañero en
este vuelo de David R. Scott, que también pisará la Luna) el primer hombre que
dejará su huella en nuestro satélite: estando unidos a una nave Agena uno de los
motores de orientación se dispara accidentalmente y comienzan un rápido giro,
el control automático deja de funcionar y Armstrong consigue estabilizar la
nave el tiempo suficiente para separase del Agena; poco después se repite el
fallo y de nuevo consigue estabilizarla manualmente; es esta capacidad de
pilotar y el mantener la calma en situaciones de riesgo lo que probablemente
hará a los responsables de la NASA asignarle su histórica hazaña.
En estos dos años la URSS sólo efectuará un vuelo
espacial tripulado.
En 1966 se concluyen todos los estudios de cómo será el
vuelo a la Luna. Se delimitan 9 segmentos cada uno con sus propias
características, personal,..etc.: 1.Lanzamiento 2.Estancia en orbita terrestre
3. Inserción y trayectoria a la Luna 4.Permanencia en órbita lunar 5.Descenso
del LEM (Lunar Excursión Module) 6.Permanencia en la Luna 7.Ascenso del LEM 8.
Encuentro del LEM y el CSM (Command&Service Modules) 9. Inserción hacia la
Tierra y reentrada.
El año 1969 es el año triunfal para la NASA. Todo son
éxitos y se logra culminar prácticamente una década de esfuerzos con el
desembarco del Hombre en la Luna.
El Apolo-10 despega el 18 de mayo con Eugene H.
Cernan, Thomas P. Stafford y John W. Young y la misión de simular el vuelo
prácticamente al completo (excepto la fase de aterrizaje y estancia en la
superficie). El 22 de mayo Young se queda en el CSM “Charlie Brown” y Cernan y
Stafford llegan con el LEM “Snoopy” hasta 15 Km. de la Luna regresando poco
después. El día 26 amerizan sin novedad en el océano Pacífico.
El vuelo espacial más importante de la historia, APOLO-11, comienza el 16 de julio de 1969 con Neil Armstrong, Edwin E. Aldrin y
Michael Collins. Tras un vuelo según lo previsto el día 20 a las 23:17:43 GMT alunizan en una zona llana del mar de la Tranquilidad (0º4’15”LN 23º26’ LE).
Poco después Neil Armstrong desciende por la escalerilla del LEM “Águila” y
pone el pie sobre la Luna. “That’s one small step for man, one
giant leap for mankind”. Es seguido por Aldrin minutos después. Plantan la
bandera de los EEUU y despliegan varios instrumentos científicos (un reflector láser,
un sismógrafo, una lámina de aluminio para recoger partículas de viento solar
que se traerán de vuelta). Después de caminar sobre la superficie 2hr. 30 min.
y recorrer 1 Km. aproximadamente vuelven a subir al módulo lunar. Despegan
(tras una estancia total de 21hr. 36 min.) y se reúnen con Collins que los
espera en el CSM “Columbia”.
Los 21 Kg. de rocas y material recolectado son analizados
por numerosos investigadores. Los datos que se obtienen van configurando un
rompecabezas que tardará varios años en comenzar a solucionarse. Se encuentra
no solo basalto; también hay otro tipo de roca llamada brecha que es un
agregado de pequeños guijarros y suelo compactado. En la zona de alunizaje
parece haber una mezcla de rocas cristalizadas, otras amorfas, restos de
meteoritos férreos y otros tipos de rocas; a esta mezcla se la denominó
“regolito”.
Entre los minerales que han traído destacan el piroxeno
(un silicato de calcio con algo de magnesio, hierro y aluminio procedente de
rocas ígneas), plagioclasas (un feldespato con alto contenido en Calcio y
magnesio) e ilmenita (un mineral de hierro, oxigeno y titanio). En menor
cantidad se encuentran piroxmanganita y una espinela de titanio y cromo. Hay
trazas de hierro libre y troilita (un sulfuro de hierro). En todas las rocas
destaca la presencia, en mayor proporción que en la Tierra, de Titanio, Escandio,
Zirconio, Hafnio e Ytrio y otras tierras raras, así como una menor presencia de
Sodio. La presencia de elementos volátiles como el Bismuto, Mercurio, Zinc,
Cadmio, Talio; Plomo, Cloro y Bromo está significantemente disminuida. No hay
evidencia de agua (ni libre ni asociada de algún modo a los minerales o
rocas). La primera conclusión que se
saca es que la Luna se ha formado en un entorno más caliente que donde lo hizo
la Tierra y, por tanto, después hubo de ser capturada por nuestro planeta. Si
bien la geoquímica apunta la hipótesis anterior la física la contradice, pues
es prácticamente imposible que una captura de este tipo origine una orbita circular
(lo más probable sería una altamente elíptica, como la de los cometas).
La datación isotópica por la relación Potasio/Argón indica
que tienen una edad de unos 3700 millones de años (se encontró una con unos
4400 millones), por tanto si suponemos que se formó a la vez que la Tierra hace
unos 4500 millones de años quiere decir que las rocas del mar de la
Tranquilidad cristalizaron unos 900 millones de años después de formarse la
Luna o, lo que es lo mismo, en algún momento entre 4400 y 3700 millones de años
estuvo fundida.
Los redondeados bordes de los cráteres y colinas sugieren
algún tipo de erosión que se le asigna al bombardeo incesante de
micrometeoritos.
El Apolo-12 constituye la primera misión científica.
Lanzado el 14 de noviembre de 1969 va tripulado por Charles Conrad, Alan L.
Bean y Richard F. Gordon. El día 18 Conrad y Bean alunizan en el océano de las
Tormentas (3º12’LS 23º24’LO) a 2106 Km. de donde lo hizo el Apolo-11 y a 240 m.
del Surveyor-3, que había llegado 31 meses antes. La zona está recubierta de los
trozos de eyección del cráter Copérnico y se cree que por tanto puede haber
muchos tipos de rocas mezcladas. Durante su primer “EVA” (ExtraVehicular Activity) ó paseo lunar (de 3hr. 56
min.) recorren aproximadamente 1 Km. y recogen 16.7 Kg. de rocas. Instalan el
primer ALSEP (Apollo Lunar Surface Experiments Package) formado por un 4 sismómetros,
un magnetómetro (detectó un débil campo magnético de 36 gammas), un
espectrómetro del viento solar (mide la cantidad y energía de protones,
electrones y partículas alfa que llegan del sol) y un detector de iones
supratérmicos (iones positivos generados por la acción de la radiación o
protones solares sobre los posible gases que puedan existir). Durante su
segundo EVA (de 3 hr. 49 min.) recorren unos 1.3 Km. y recogen 17.6 Kg. de
rocas; visitan la nave Surveyor-3, recubierta de una fina capa de polvo y se
traen la cámara de TV, la pala excavadora y otras partes para estudiar su
degradación. La estancia en la Luna ha sido de 31 hr.31 min. Tras reunirse con
Gordon inician el camino de regreso. El 24 de noviembre amerizan sin novedad.
El análisis de las rocas traídas revela que son unos 500
millones de años más jóvenes y de composición similar a las del Apolo-11, es
decir su edad es de unos 3200 millones de años. Una de las rocas traídas-del
tamaño de un limón- se denominó “roca del génesis” ya que se dató en 4400
millones de años; su contenido en Uranio, Thorio y Potasio es,
sorprendentemente, 20 veces mayor que en cualquier otra muestra.
El Apolo-14 se lanza el 31 de enero de 1971 con
Alan B. Shepard, Edgar D. Mitchell y Stuart A. Roosa. Alunizan (3º36’LS 17º30’
LO) los dos primeros con el LEM “Antares”el día 5 de febrero a 178 Km. al este
del Apolo-12 en la zona de Fra Mauro (que debía haber explorado el malogrado
vuelo del Apolo-13). El primer paseo lunar (EVA) dura 4hr. 48 min. y recorren
aproximadamente 1 Km. Recogen 20.5 Kg. de rocas e instalan un nuevo paquete de
experimentos; entre ellos destaca un sismómetro y tres geófonos asociados a un
pequeño lanzamorteros que envió 4 proyectiles a distinta distancia (hasta 91.5
m.) que determinaron la existencia de una capa pulverulenta de unos 8.5 m. de
espesor y un lecho de roca a unos 30 m. de profundidad. El segundo EVA dura 4
hr. 34 min., recorren unos 3 Km. recolectando 22.3 Kg. de rocas. Débiles
señales procedentes del detector de gas podrían atribuirse a emanaciones
volcánicas, pero no pudo asegurarse categóricamente. El 4 de febrero impacta contra la Luna, con
una potencia equivalente a 11 toneladas de TNT, la tercera fase S-IVB del
cohete Saturno V del Apolo-14 a 210 Km. al suroeste de donde estaba el
sismógrafo del Apolo-12; éste detectó que los materiales sueltos tienen de 35 a
40 Km. de profundidad y las vibraciones duraron casi 3 horas (este experimento
ya se había repetido con la fase del Apolo-13 y produjo resultados similares). Se detectó un campo magnético el triple que
en el lugar del Apolo-12, lo que indica que en algún momento de la historia la
luna tuvo campo magnético (no muy intenso pero indica la presencia de un núcleo
con hierro).
Apolo-15 parte el 27 de julio
de 1971 con David R. Scott, Alfred M. Worden y James B. Irwin. Es el primer
vuelo que se aleja del ecuador lunar y el último que va a los mares, en este
caso entre la grieta Hadley y el pie de los montes Apeninos, en el mar Pallus
Putredinus (al borde este del mar de las Lluvias). Scott e Irwin alunizan el
día 30 de julio (26º6’ LN 3º42’LE).
Uno de los objetivos principales de esta misión era
determinar si en el interior de laguna hay o no un núcleo caliente. Dos sondas
térmicas llegaron hasta 1.62 m. de profundidad (previstos 3 m. pero estaba
demasiado duro) y determinaron que el gradiente era 1.75 ºC por cada metro de
profundidad. Tras 45 días de funcionamiento se determinó un flujo de calor de
3.3 millonésimas de vatio/m2, la mitad que el flujo terrestre. Si
este calor es de origen radiactivo inicialmente nuestro satélite debería haber
sido más radiactivo que la Tierra (lo cual podría indicar que se ha formado en
otro sitio). Los 3 paseos lunares duraron 6 hr. 33min., 7 hr. 12 min. y 4 hr.
49 min. recorriéndose 14.5 Km., 34.9 Km. y 27.3 Km. gracias a la utilización de
un vehículo eléctrico. Se recogieron 14.5 K., 34.9 Kg. y 27.3 Kg. de rocas (algunas
contenían granos verdosos y en éstos había traza de elementos volátiles, aunque
no se sabía si esto era algo excepcional o no).
Las tres estaciones sísmicas instaladas (Apolo 12,14 y
15) confirman que en Fra Mauro la corteza es de unos 65 Km. (en la Tierra es
sólo de 40 Km.).
Desde la órbita el CSM “Endeavour” llevaba, por primera
vez, varios instrumentos para estudiar amplias zonas; entre ellos detectores de
rayos x y gamma que confirmaron las diferencias entre los mares y las tierras
altas (éstas con más aluminio y Silicio que los mares). La cantidad de Uranio,
Thorio y Potasio es hasta 10 veces mayor en los mares del oeste de la cara
visible que en los mares este de la cara oculta o en las tierras altas. Lanzó
un pequeño satélite de 36 Kg. para estudiar los mascons. Worden observósobrevolando Taurus Litrow algo que calificó de “conos de ceniza volcánica”(en la ref. del enlace en el minuto 122:20:08), que
sería posteriormente elegido como lugar de aterrizaje del Apolo-17.
 |
| El “campo de cenizas” en Taurus Litrow desde el CSM |
En 1972 las conferencias sobre la Luna estaban de acuerdo
en como había evolucionado pero no en como se había originado. Había tenido
varios episodios de calentamiento radiactivo. En sus primero 300 o 400 millones
de años un escudo ligero y delgado de anortosita flotaba sobre la parte
fundida; este escudo fue pulverizado por el bombardeo de cometas, asteroides y
meteoritos; esto originó 3 grandes tipos de terrenos, dos tipos de llanuras
(mares) y las tierras altas:
Los mares
(basins) fueron esculpidos por impactos de grandes cuerpos (por ejemplo se cree
que el Mar de la lluvias se formó por el impacto de un objeto del tamaño de
Chipre), las depresiones formadas se rellenaron con laca procedente del
interior (el mar de la Tranquilidad representa este tipo, su suelo es rico en
Hierro y Titanio).
El otro
tipo de mares se denomina KREEP, por ejemplo el océano de las Tormentas, ya que
su basalto contiene mucho Potasio, Tierras Raras y Fósforo (K Rare Earth
Elements P).
Las
tierras altas consisten principalmente en anortosita (silicato de Calcio y aluminio).
Excepto rocas esporádicamente encontradas casi todas
tienen una edad de unos 3200 millones de años, lo que indica que el episodio
fundido duró unos 1100 millones. El interior ha continuado enfriándose y el
núcleo (de existir) está ya sólido. El interior es bastante desconocido.
El penúltimo vuelo de la serie es el Apolo-16.
Lanzado el 16 de abril de 1972 va tripulado por Jhon Young, Charles M. Duke y
Thomas K. Mattingly. El primer vuelo fuera de los mares alunizó en la formación
Cayley (9º LS 15º30’ LE, zona de los montes Descartes) 5 días después. Realizan
3 paseos lunares de 7hr.11min., 7 hr. 23 min. y 5 hr. 40min. y recogen 29.9
Kg., 29 Kg. y 35.4 Kg. en muy diversos
sitios ya que llevan un coche eléctrico con el que recorren 4,2 Km., 11.1Km. y
11.4 Km. respectivamente. El equipo científico instalado incluye 10
experimentos (de sismicidad con el del Apolo14, magnéticos, etc...). Se
encontró una brecha (la nº 67843) que se dató en 4250 millones de años, otra de
las denominadas”del génesis” que se cree están dispersas por toda la
superficie.
El campo magnético que se detecta, 313 gammas, es el
mayor de todos algo que corrobora la idea de que en la luna hay (o hubo) un
núcleo con hierro.
Tras una estancia de 71 hr. 2 min. en la Luna despegan (retransmitido
por la cámara del coche lunar) iniciando el vuelo de regreso. Aterrizan el 27
de abril en el océano Pacífico.
En este vuelo las rocas difieren ligeramente en su
composición de las traídas en los anteriores. Confirman el hecho general de que
los mares y las tierras altas son distintos. El estudio comparado de todas las
muestra parece demostrar también que hace 4000 millones de años (cuando la luna
llevaba ya formada 500 millones y estaba en su fase final de acreeción) hubo un
periodo de unos 150 millones de años en el que fue sometida a un intenso
bombardeo meteoritico. Marte y Mercurio presentan también evidencias de este
fenómeno. El problema surge al intentar explicar de donde provenían estos
meteoritos y donde habían estado “guardados”. Se sugiere el cinturón de
asteroides como reservorio y perturbaciones gravitacionales de Júpiter.
En 1972 poco se sabía del interior de la Luna. La gruesa
corteza lunar parece estar mezclada con el más denso manto pero ¿tiene núcleo?
las evidencias sísmicas parecen indicar que sí; providencialmente el 13 de
octubre de ese año los sismómetros de los Apolo 12, 14 y 16 (el del 11 sólo funciona
unos meses) detectaron el impacto de un meteorito en la cara oculta y el hecho
de que las ondas S no atravesasen el núcleo indica que este está fluido; su
composición y tamaño no pudo determinarse. Basándose se en los datos del
momento de inercia se le ha calculado teóricamente un pequeño núcleo de 500 a
700 Km. de radio de Hierro o sulfuro de Hierro.
La última nave de la serie fue, tras la cancelación de los
3 últimos vuelos, el Apolo-17. Con su despegue el 7 de diciembre de 1972
se cierra el más exitoso proyecto de la NASA.
Va tripulado por Eugene Cernan, Jack Harrison Schmitt (el único
científico, geólogo, que ha volado en estas naves) y Ronald Evans. Se dirigen a
las tierras altas comprendidas entre el valle Taurus y el cráter Litrow. La
zona ha sido elegida buscando huellas de volcanismo reciente (100 millones de
años) y basándose en los comentarios de Alfred Worden que, cuando sobrevolaba
la región a bordo del CSM del Apolo-15 lo definió como un campo lleno de conos
de ceniza. El 11 de diciembre alunizan normalmente (20º12’ LN 30º48’LE) y poco
después comienzan su primer paseo lunar; dura 7 hr. 11 min. e instalan los
instrumentos científicos y prueban el rover lunar; recorren 3.3 Km. y recogen
14.3 Kg. de rocas. El segundo paseo lunar es extiende durante 7 hr. 36. min. y
recorren 34.1 Km., encuentran una zona que está formada por roca de color
naranja (recogiendo de ella numerosas muestras). En el tercer paseo, de 7hr. 15
min. de duración, recorren 11.6 Km., Después de una estancia en la superficie
de 74 hr. 59 min. despegan para reunirse con R. Evans que los espera en órbita
en el CSM “América”. El 19 de diciembre amerizan sin novedad en el océano
pacífico.
Analizadas las muestras traídas no se encuentran rastros
del buscado volcanismo reciente pero sin embargo las muestras naranja contienen,
sorprendentemente, elementos volátiles como el Bromo, Zinc, Cadmio, Plata y Talio;
esto indica (junto con los “gránulos verdes” del Apolo-15) que es posible encontrar
en la Luna este tipo de elementos y se conjetura, por tanto, la posibilidad de
que haya agua enterrada en zonas de permanente oscuridad; bien el interior de cráteres
o en los polos.
El suelo naranja del apolo17 en el laboratorio
APOLO
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11
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12
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14
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15
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16
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17
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Fecha
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20-JULIO-1969
|
19-NOV.-1969
|
31-ENE.-1971
|
27-JULIO-1971
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16-ABR.-1972
|
7-DIC.-1972
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Tripul.*
|
Neil Armstrong
Edwin Aldrin
Michael Collins
|
Charles Conrad Alan Bean
Stuart Gordon
|
Alan Shepard
Edgar
Mitchell
Stuart Roosa
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Alfred Scott
James Irwin
Alfred
Worden
|
Jhon Young
Charles
Duke
Thomas
Mattingly
|
Eugene Cernan
Jack Schmitt
Ronald Evans
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Nombre del LEM
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AGUILA
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INTREPID
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ANTARES
|
FALCON
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ORION
|
CHALLENGER
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Nombre del CSM
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COLUMBIA
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YANKEE CLIPPER
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KITTY HAWK
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ENDEAVOUR
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CASPER
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AMERICA
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Lugar de alunizaje
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Mar de la Tranquilidad
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Océano de las Tormentas
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Fra Mauro
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Hadley-Apeninos
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Descartes
|
Taurus-Litrow
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Coord. de alunizaje
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0.7º LN
23.4º LE
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3.2º LS
23.4º LO
|
3.6º LS
17.5 LO
|
26.1º LN
3.7º LE
|
9º LS
15.5º LE
|
20.2º LN
30.8 LE
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Duración de cada EVA
|
2 H. 31 M.
|
3 H. 56 M.
3H. 48 M.
7 H. 34 M.
|
4 H. 47 M.
4 H. 35 M.
9 H. 22 M.
|
6 H. 32 M.
7 H. 12 M.
4 H. 50 M.
18 H. 34 M.
|
7 H. 11 M.
7 H. 23 M.
5 H. 40 M.
20 H. 14 M.
|
7 HR. 12 M.
7 HR. 37 M.
7 HR. 15 M.
22 H. 4 M.
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Distancia recorrida
(aprox.)
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1 Km.
|
1 Km.
1.3 Km.
2.3 Km.
|
1 Km.
1.3 Km.
2.3 Km.
|
1 Km.
3 Km.
4 Km.
|
4.2 Km.
11.1 Km.
11.4 Km.
26.7 Km.
|
3.3 Km.
18.9 Km.
11.6 Km.
33.8 Km.
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Muestras recogidas
(en Kg.
aprox.)
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21
|
16.7
17.6
34.3
|
20.5
22.3
42.8
|
14.5
34.9
27.3
76.7
|
30
29
35.4
84.4
|
14.3
34.1
62
110.4
|
Estancia total en la luna
|
21 H. 36 M.
21 S.
|
31 H. 31 M.
12 S.
|
33 H. 30 M.
31 S.
|
66 H. 54 M.
53S.
|
71 HR. 2 M.
13 S.
|
74 H. 59 M.
40 S.
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* El astronauta que figura en último lugar es el que
permaneció en orbita lunar a bordo del CSM.
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6. El legado
científico
Durante años las muestras traídas por todos los Apolo
serán analizadas por científicos de todo el mundo y permitirán concretar una posible explicación
sobre el origen y evolución de la Luna que, como ahora comentaremos, afectará y
ampliará la comprensión de todo el sistema solar.
La composición isotópica nos permite establecer comparaciones
muy importantes. Es conocido que la energía cinética de los átomos y moléculas
depende de un modo exclusivo de la temperatura; por tanto los más pesados van
más despacio de modo que esto provoca una separación “natural” de los isótopos.
En el caso de las reacciones químicas el isótopo más pesado vibra más
lentamente en su enlace con los otros átomos y tiene una ligerísima tendencia a
reaccionar más lentamente (es lo que se conoce con el nombre de efecto
isotópico) de modo que éstas son algo más rápidas con lo isótopos ligeros, lo
que permite saber si éstos han reaccionado o no. En el caso de la luna la
relación de isótopos de oxigeno es la misma que en la Tierra (lo que indica un
origen común o muy próximo) pero las otras relaciones isotópicas están alteradas,
sistemáticamente la cantidad de los más ligeros es menor; lo que indica un
calentamiento global.
El propio Schmitt definió así, a grandes rasgos, la
evolución de la Luna en la Conferencia Soviético-Norteamericana sobre
Cosmoquímica de la Luna y los Planetas celebrada en Moscú del 4 al 8 de junio
de 1974:
“Hace unos
4600 millones de años la Luna, ya con su actual tamaño aproximadamente, estaba
fundida. La corteza y el manto se fueron formando gradualmente en un proceso
asociado a la separación de fases en un proceso a escala planetaria. En la base
de la fina costra ya solidificada o en algún otro lugar se formó un fluido
inmiscible y más denso de Hierro o Sulfuro ferroso que se acumuló en el centro.
La separación inicial de los silicatos en la parte externa fundida produjo una
combinación de corteza y manto superior de unas centenas de kilómetros de
espesor; la corteza se enriqueció en Calcio y Aluminio (plagioclasa
anortosítica) y el manto superior se hizo más rico en Magnesio y Hierro
(piroxeno y olivino). La mayoría de la diferenciación química que hoy vemos en
la luna se produjo con la formación y solidificación de la costra más externa.
Esta diferenciación incluía e fraccionamiento de los elementos en siderofilos y
“chalcofilos” [en el original ingles
chalkophiles; chalk es el mineral creta] en el núcleo y de los otros
elementos en la corteza y el manto superior según iban cristalizando
fraccionadamente los silicatos. La pérdida de los elemento ligeros se produjo
por el continuo bombardeo que expuso la zona fundida al espacio exterior.”
Nada decía sobre el origen y la última frase,
entonces aceptada, se reveló luego errónea.
En esa misma conferencia Ye. L. Ruskol explicaba la
teoría por él propuesta en 1960 según la cual la Luna se formó un poco después
que la Tierra a partir de una cierta cantidad de planetoides que estaban en
órbita. Este modelo permite explicar el empobrecimiento en materiales volátiles
suponiendo que los materiales férreos más densos eran menos sensibles a las colisiones
y no se agruparían en el enjambre que dio origen a nuestro satélite, si no que
se abrirían paso y terminarían por caer a la Tierra. El calor generado por los
choques facilitaría la pérdida de los elementos ligeros de la futura luna, pues
es evidente que la diferenciación planetaria necesita calor que debe provenir
de los choque iniciales y, posteriormente, de la desintegración radiactiva. Aplicado
a nuestro caso la formación final tuvo que implicar a varios cuerpos de enorme
tamaño (ya sabemos que la luna llegó a estar prácticamente fundida). Este
mecanismo de enriquecimiento podría ser lo suficientemente intenso como para
explicar la composición lunar pero no es apoyado por los cálculos del momento cinético
del sistema Tierra-Luna. Para evolucionar hasta un disco se necesita un momento
cinético alto que es muy difícil que sea conseguido por capturas y colisiones
al azar (que provocarían unas veces un aumento y otras una disminución).
El modelo más antiguo de formación es debido a G. H.
Darwin, hijo del famoso naturalista. A finales del siglo XIX propuso que la
Tierra era un objeto con alta rotación (A) y por su estado fluido era
hidrodinámicamente inestable (B, C, D) por lo que se desgajó parte de ésta y
tras su condensación se originó la luna. El principal inconveniente radica,
como ya hizo notar F. R. Moulton en 1909, en que el momento cinético actual del
sistema es sólo la cuarta parte del necesario para producir este efecto, además el
estado fluido que se necesita debe tener una viscosidad muy baja; de no ser así
el movimiento debe ser todavía mayor y, además, se tiende a la formación de un
anillo de materia alrededor del planeta(E) que es posible, pero muy poco
probable, que evolucionase hasta convertirse en la luna, más aún cuando parte
de esa masa podría estar incluso dentro del limite de Roche (establecido en unos
2.5 radios terrestres y dentro del cuales es imposible la formación de cuerpo
grandes). Tampoco explica de qué modo puede la luna haber inclinado su órbita
respecto del ecuador los 5º que ahora tiene (pues debería ser coplanaria con
éste). Esta teoría hace mucho que ha perdido prácticamente a todos sus
partidarios.
La tercera idea clásica era la de la captura por parte de
la Tierra de un luna que venía, ya casi formada, vagando por el espacio. Propuesta
seriamente por primera vez en 1955 por H. Gerstenkom tiene la ventaja de poder
explicar la composición química de nuestro satélite abogando que por su
proximidad tiene cosas en común pero hay otras qua la distinguen; se puede
argumentar que su paso cerca de la tierra la destruyó parcialmente y que se
rehizo posteriormente con las características actuales (este hecho es difícil
de explicar ya que un cuerpo fluido o semifluido puede para por el interior del limite de Roche deformándose sin
destruirse, más cuando estará solo unas horas, pues ese será es tiempo si
aceptamos que el momento cinético sea significativo respecto del actual). Esta
teoría siempre fue la menos aceptada.
Si bien cada teoría explicaba algún aspecto de la luna ninguna
era totalmente compatible con los datos y no parecía que hubiese un modelo
aceptable.
El desconocido origen de la luna terminó en 1984 en el
famoso congreso de Kona en Hawai. Las teorías clásicas seguían fallando y una,
que había pasado olvidada mucho tiempo, consiguió poner a la mayoría de los
científicos de acuerdo; era la teoría de “la gran colisión”. Desde entonces no
sólo se ha mantenido sino que se ha recurrido a ella en al menos otras dos
ocasiones (para Mercurio y Neptuno).
