El Observatorio Estratosférico de Astronomía Infrarroja (SOFIA) de la NASA confirma por primera vez la existencia de agua en la superficie de la Luna; al menos en la zona que está iluminada por el Sol. Este descubrimiento indica que el agua puede ser distribuida a través de la superficie lunar, y no se limita solo a los lugares fríos y sombríos.

agua en la luna NASA
Esta ilustración destaca el cráter Clavius de la Luna con una ilustración que muestra el agua atrapada en el suelo lunar allí, junto con una imagen del Observatorio Estratosférico de Astronomía Infrarroja de la NASA (SOFIA) que encontró agua lunar iluminada por el sol

Han detectado moléculas de agua (H2O) en el cráter Clavius, uno de los cráteres más grandes visibles desde la Tierra; y que está situado en el hemisferio sur de la Luna. Hay que recordar que las observaciones anteriores de la superficie de la Luna detectaron alguna forma de hidrógeno; pero no pudieron distinguir entre el agua y su pariente químico cercano, el hidroxilo (OH).

El desierto del Sahara tiene 100 veces más agua que la detectada en suelo lunar

Los datos de esta ubicación revelan agua en concentraciones de 100 a 412 partes por millón. Es aproximadamente el equivalente a una botella de 0,35 Litros, muy similar a la cantidad de una lata de refresco. Ha sudo hallada en un metro cúbico de suelo esparcido por la superficie lunar. Los resultados se publican en el último número de Nature Astronomy.

«Ahora sabemos que hay agua en la zona soleada de la Luna»

«Teníamos indicios de que el agua podría estar presente en el lado iluminado por el Sol de la Luna«. Así dijo Paul Hertz, director de la División de Astrofísica en la Dirección de la Misión Científica en la sede de la NASA en Washington. «Ahora sabemos que está ahí. Este descubrimiento desafía nuestra comprensión de la superficie lunar; y plantea intrigantes preguntas sobre los recursos relevantes para la exploración del espacio profundo».

A modo de comparación, el desierto del Sahara tiene 100 veces más agua que la que el SOFIA detectó en el suelo lunar. A pesar de las pequeñas cantidades, el descubrimiento plantea nuevas preguntas. Las más importantes son sobre cómo se crea el agua y sobre cómo persiste en la dura superficie lunar sin aire.

El agua es un recurso precioso en el espacio profundo y un ingrediente clave de la vida tal como la conocemos. Queda por determinar si el agua que la NASA encontró es fácilmente accesible para su uso como recurso. Bajo el programa Artemis de la NASA, la agencia está ansiosa por aprender todo lo que pueda sobre la presencia de agua en la Luna; al menos antes de enviar a la primera mujer y al siguiente hombre a la superficie lunar en 2024 y establecer una presencia humana sostenible allí para el final de la década.

Se pensaba que la Luna estaba seca

Los resultados del SOFIA se basan en años de investigación previa que examinan la presencia de agua en la Luna. Cuando los astronautas del Apolo regresaron por primera vez de la Luna en 1969, se pensaba que estaba completamente seca. Las misiones orbitales y de impactadores de los últimos 20 años, como el Satélite de Observación y Detección de Cráteres Lunares de la NASA, confirmaron la existencia de hielo en cráteres permanentemente sombreados alrededor de los polos de la Luna. Mientras tanto, varias naves espaciales, incluidas la misión Cassini y la misión del cometa Deep Impact; así como la misión Chandrayaan-1 de la Organización de Investigación Espacial de la India; y la Instalación de Telescopios Infrarrojos de la NASA, con base en tierra; miraron ampliamente a través de la superficie lunar y encontraron pruebas de hidratación en regiones más soleadas. Sin embargo, esas misiones no pudieron distinguir de manera definitiva la forma en que estaba presente, ya sea H2O u OH.

«Antes de las observaciones del SOFIA, sabíamos que había algún tipo de hidratación», dijo Casey Honniball, la autora principal que publicó los resultados de su trabajo de tesis de graduación en la Universidad de Hawai en Mānoa en Honolulu. «Pero no sabíamos cuánto, si es que había, eran en realidad moléculas de agua – como las que bebemos todos los días – o algo más como limpiador de desagües».

SOFIA ofreció un nuevo medio de ver la Luna. Volando a altitudes de hasta 45.000 pies, este avión Boeing 747SP modificado con un telescopio de 106 pulgadas de diámetro alcanza más del 99% del vapor de agua en la atmósfera de la Tierra. Así obtiene una visión más clara del universo infrarrojo.

Usando su cámara infrarroja de objetos débiles para el telescopio SOFIA (FORCAST), SOFIA pudo captar la longitud de onda específica exclusiva de las moléculas de agua, a 6,1 micrones, y descubrió una concentración relativamente sorprendente en el soleado cráter Clavius.

«Sin una atmósfera gruesa, el agua en la superficie lunar iluminada por el sol debería perderse en el espacio», dijo Honniball. Él es ahora es un becario de postdoctorado en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. «Sin embargo, de alguna manera lo estamos viendo. Algo está generando el agua, y algo debe estar atrapándola allí.»

¿Podría haber sido transportada por meteoritos?

Varias explicaciones podrían estar en juego en la aparición de esta agua. Los micrometeoritos que colisionan sobre la superficie lunar, llevando pequeñas cantidades de agua, podrían depositar el agua en la superficie lunar en el momento del impacto. Otra posibilidad es que podría haber un proceso de dos pasos, por el cual el viento solar entrega hidrógeno a la superficie lunar, y causa una reacción química con los minerales que contienen oxígeno en el suelo para crear hidroxilo. Mientras tanto, la radiación del bombardeo de micrometeoritos podría estar transformando ese hidroxilo en agua.

La forma en que el agua se almacena, haciendo posible su acumulación, también plantea algunas preguntas intrigantes. El agua podría quedar atrapada en diminutas estructuras en forma de perlas en el suelo que se forman por el alto calor creado por los impactos de los micrometeoritos. Otra posibilidad es que el agua podría estar escondida entre los granos de suelo lunar y protegida de la luz solar; lo que la haría potencialmente un poco más accesible que el agua atrapada en estructuras similares a las perlas.

Y SOFIA miró a la luna

Para una misión diseñada para observar objetos distantes y oscuros como agujeros negros; cúmulos de estrellas y galaxias; el foco de atención del SOFIA en el vecino más cercano y brillante de la Tierra fue una desviación de lo habitual. Los operadores de telescopios típicamente usan una cámara guía para rastrear las estrellas, manteniendo el telescopio fijo en su objetivo de observación. Pero la Luna está tan cerca y brillante que llena todo el campo de visión de la cámara guía. Sin estrellas visibles, no estaba claro si el telescopio podía rastrear la Luna de forma fiable. Para determinar esto, en agosto de 2018, los operadores decidieron probar una observación de prueba.

«Fue, de hecho, la primera vez que SOFIA miró la Luna, y ni siquiera estábamos completamente seguros de si obtendríamos datos fiables; pero las preguntas sobre el agua de la Luna nos obligaron a intentarlo», dijo Naseem Rangwala; científico del proyecto SOFIA en el Centro de Investigación Ames de la NASA en el Valle del Silicio de California. «Es increíble que este descubrimiento haya salido de lo que era esencialmente una prueba, y ahora que sabemos que podemos hacerlo, estamos planeando más vuelos para hacer más observaciones».

Los vuelos de seguimiento del SOFIA buscarán agua en lugares adicionales iluminados por el Sol y durante las diferentes fases lunares para aprender más sobre cómo se produce, almacena y mueve el agua a través de la Luna. Los datos se sumarán al trabajo de futuras misiones a la Luna, como el Volatiles Investigando el Rover de Exploración Polar (VIPER) de la NASA, para crear los primeros mapas de recursos hídricos de la Luna para la futura exploración del espacio humano.