Polo sur lunar

El polo sur lunar es de especial interés para los científicos debido a la presencia de hielo de agua en áreas permanentemente sombreadas a su alrededor. La región del polo sur lunar presenta cráteres que son únicos en el sentido de que la luz solar casi constante no llega a su interior. Dichos cráteres son trampas frías que contienen un registro fósil de hidrógeno, hielo de agua y otros volátiles que datan del Sistema Solar temprano . [1] [2] En contraste, la región del polo norte lunar exhibe una cantidad mucho menor de cráteres protegidos de manera similar. [3]

Región del polo sur lunar (> 70 ° S): mosaico de ~ 1500 imágenes tomadas por la nave espacial Clementine .
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Una vista del polo sur de la Luna que muestra dónde los datos de reflectancia y temperatura indican la posible presencia de hielo de agua en la superficie.

Región del polo sur lunar según la imagen de Diviner .

El polo sur lunar está ubicado en el centro del Círculo Polar Antártico (80 ° S a 90 ° S). [2] [4] El polo sur lunar se ha desplazado 5 grados desde su posición original hace miles de millones de años. [ cita requerida ] Este cambio ha cambiado el eje de rotación de la Luna, permitiendo que la luz del sol llegue a áreas previamente sombreadas, pero el polo sur aún presenta algunas áreas completamente sombreadas. El giro del eje es 88,5 grados desde el plano de la elíptica. Por el contrario, el poste también contiene áreas con exposición permanente a la luz solar. La región del polo sur presenta muchos cráteres y cuencas, como la cuenca del Polo Sur-Aitken , que parece ser una de las características más fundamentales de la Luna, [5] y montañas, como el pico Epsilon a 9.050 km, más alto que cualquier montaña. encontrado en la Tierra. [6] La temperatura promedio del polo sur es de aproximadamente 260 K (-13 ° C; 8 ° F). [5]

Cráteres

El eje de rotación de la Luna se encuentra dentro del cráter Shackleton . Los cráteres notables más cercanos al polo sur lunar incluyen De Gerlache , Sverdrup , Shoemaker , Faustini , Haworth , Nobile y Cabeus .

Grado de las pendientes encontradas cerca del polo sur de la Luna

Iluminación

El polo sur lunar presenta una región con bordes de cráteres expuestos a una iluminación solar casi constante, pero el interior de los cráteres está permanentemente a la sombra de la luz solar. La iluminación del área se estudió utilizando modelos digitales de alta resolución producidos a partir de datos del Lunar Reconnaissance Orbiter . [7] La superficie lunar también puede reflejar el viento solar como átomos neutros energéticos. En promedio, el 16% de estos átomos han sido protones que varían según la ubicación. Estos átomos han creado un flujo integral de átomos de hidrógeno retrodispersados debido a la cantidad reflejada de plasma que existe en la superficie de la Luna. También revelan el límite de la línea y la dinámica magnética dentro de las regiones de estos átomos neutros en la superficie de la Luna. [8]

Trampas frías

Las trampas frías son algunos de los lugares importantes en la región del polo sur lunar en términos de posible hielo de agua y otros depósitos volátiles. Las trampas frías pueden contener agua y hielo que fueron originalmente de cometas , meteoritos y reducción de hierro inducida por el viento solar . A partir de experimentos y lecturas de muestras, los científicos pudieron confirmar que las trampas frías contienen hielo. También se ha encontrado hidroxilo en estas trampas frías. El descubrimiento de estos dos compuestos ha llevado a la financiación de misiones que se centran principalmente en los polos lunares utilizando detección de infrarrojos a escala global. El hielo permanece en estas trampas debido al comportamiento térmico de la Luna que está controlado por propiedades termofísicas como la luz solar dispersa, la re-radiación térmica , el calor interno y la luz emitida por la Tierra. [9]

Superficie magnética

Hay áreas de la Luna donde la corteza está magnetizada. Esto se conoce como anomalía magnética debido a los restos de hierro metálico que fue emplazado por el impactador que formó la cuenca del Polo Sur-Aitken (cuenca SPA). Sin embargo, la concentración de hierro que se cree que está en la cuenca no estaba presente en los mapeos, ya que podrían estar demasiado profundos en la corteza lunar para que los mapeos los detecten. O la anomalía magnética es causada por otro factor que no involucra propiedades metálicas. Los hallazgos demostraron ser inadecuados debido a las inconsistencias entre los mapas que se utilizaron y, además, no pudieron detectar la magnitud de las fluctuaciones magnéticas en la superficie de la Luna. [10] [ necesita actualización ]

Misiones

Mapa de la región del polo sur lunar (> 80 ° S).

Orbitadores de varios países han explorado la región alrededor del polo sur lunar. Los Lunar Orbiters , Clementine , Lunar Prospector , Lunar Reconnaissance Orbiter , Kaguya y Chandrayaan-1 realizaron estudios exhaustivos , que descubrieron la presencia de agua lunar . La misión LCROSS de la NASA encontró una cantidad significativa de agua en Cabeus . [11] La misión LCROSS de la NASA se estrelló deliberadamente contra el suelo de Cabeus y, a partir de muestras, se descubrió que contenía casi un 5% de agua. [12]

El Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) fue lanzado el 18 de junio de 2009 y todavía está mapeando la región del polo sur lunar. Esta misión ayudará a los científicos a ver si la región del polo sur lunar tiene suficientes recursos sostenibles para mantener una estación con tripulación permanente. El LRO lleva el Experimento del Radiómetro Lunar Diviner, que investiga la radiación y las propiedades termofísicas de la superficie del polo sur. Puede detectar la radiación solar reflejada y las emisiones infrarrojas internas. El LRO Diviner es capaz de detectar dónde podría quedar atrapado el hielo de agua en la superficie. [9]

El 3 de enero de 2019, la Chang'e 4 , una nave espacial china , fue la primera en aterrizar suavemente [13] (45.5 ° S, 177.6 ° E) en el cráter Von Kármán , [14] que se encuentra dentro del inmenso Polo Sur. Cuenca de Aitken en el lado sur de la Luna .

La segunda misión lunar de India, Chandrayaan-2 , que se lanzó el 22 de julio de 2019, intentó aterrizar suavemente en la región polar sur de la Luna [15] entre 70.90267 ° S 22.78110 ° E y 67.87406 ° S 18.46947 ° W. [16] El módulo de aterrizaje no pudo aterrizar de manera segura, perdiendo la comunicación a apenas 335 m del suelo. [17]

Papel en la exploración y las observaciones futuras

La región del polo sur lunar se considera un lugar atractivo para futuras misiones de exploración y adecuada para un puesto avanzado lunar. Los lugares permanentemente en sombra de la Luna podrían contener hielo y otros minerales, que serían recursos vitales para futuros exploradores. Los picos de las montañas cerca del polo están iluminados durante largos períodos de tiempo y podrían usarse para proporcionar energía solar a un puesto de avanzada. Con un puesto de avanzada en la Luna, los científicos podrán analizar agua y otras muestras volátiles que se remontan a la formación del Sistema Solar . [2]

Los científicos utilizaron LOLA (Lunar Orbiter Laser Altimeter), que era un dispositivo utilizado por la NASA para proporcionar un modelo topográfico preciso de la Luna. [18] Con estos datos, se encontró que las ubicaciones cerca del polo sur en Connecting Ridge, que conecta el cráter Shackleton con el cráter de Gerlache, [7] producían luz solar entre el 92,27 y el 95,65% del tiempo, basándose en una altitud de 2 m sobre el suelo. a 10 m sobre el suelo. En los mismos lugares se descubrió que los períodos continuos de oscuridad más largos eran de solo 3 a 5 días. [7]

El polo sur lunar es un lugar donde los científicos pueden realizar observaciones astronómicas únicas de ondas de radio por debajo de 30 MHz. Los microsatélites chinos de Longjiang se lanzaron en mayo de 2018 para orbitar la Luna, y Longjiang-2 operó en esta frecuencia hasta el 31 de julio de 2019. [19] [20] [21] [22] Antes de Longjiang-2 , ningún observatorio espacial había podido para observar ondas de radio astronómicas en esta frecuencia debido a las ondas de interferencia de los equipos de la Tierra. Aunque frente a la Tierra, el polo sur lunar tiene montañas y cuencas, como el lado sur de la montaña Malapert que no están frente a la Tierra y sería un lugar ideal para recibir tales señales de radio astronómicas desde un observatorio de radio terrestre. [23]

Recursos

Composición química de la superficie lunar [24]
CompuestoFórmulaComposición
MariaTierras altas
síliceSiO 245,4%45,5%
alúminaAl 2 O 314,9%24,0%
LimaCaO11,8%15,9%
óxido de hierro (II)FeO14,1%5,9%
magnesiaMgO9,2%7,5%
dióxido de titanioTiO 23,9%0,6%
óxido de sodioNa 2 O0,6%0,6%
 99,9%100,0%

La energía solar, el oxígeno y los metales son recursos abundantes en la región del polo sur. [25] Al ubicar una instalación de procesamiento de recursos lunares cerca del polo sur, la energía eléctrica generada por energía solar permitirá un funcionamiento casi constante. [26] Los elementos que se sabe que están presentes en la superficie lunar incluyen, entre otros, hidrógeno (H), [27] oxígeno (O), silicio (Si), hierro (Fe), magnesio (Mg), calcio (Ca), aluminio (Al), manganeso (Mn) y titanio (Ti). Entre los más abundantes se encuentran el oxígeno, el hierro y el silicio. El contenido de oxígeno se estima en un 45% (en peso).

Futuro

Blue Origin está planeando una misión a la región del polo sur alrededor de 2024. [28] [29] [30] El módulo de aterrizaje Blue Moon se deriva de la tecnología de aterrizaje vertical utilizada en el cohete suborbital New Shepard de Blue Origin . [31] Esto llevaría a una serie de misiones de aterrizaje de equipos para una base tripulada en un cráter de la región del polo sur utilizando su módulo de aterrizaje Blue Moon . [29] [30]

El programa Artemis de la NASA ha propuesto aterrizar varios módulos de aterrizaje y rovers robóticos ( CLPS ) en preparación para el aterrizaje tripulado de Artemis 3 2024 en la región del polo sur. [32]

  • Colonización de las regiones polares de la Luna
  • Cara en el Polo Sur de la Luna
  • Geología de la Luna
  • Polo norte lunar
  • Recursos lunares
  • Selenografía

  1. ^ "La NASA apunta a la Luna con un mazo doble" . Space.com . 27 de febrero de 2008 . Consultado el 4 de marzo de 2010 .
  2. ^ a b c Polo sur lunar. NASA. 2017. Consultado el 16 de julio de 2019.
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  4. ^ El círculo ártico lunar. Xefer . 10 de octubre de 2011.
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  9. ^ a b Wei, Guangfei; Li, Xiongyao; Wang, Shijie (2016). "Comportamiento térmico del regolito en trampas frías en el polo sur de la Luna: revelado por datos del radiómetro de microondas Chang'E-2". Ciencias planetarias y espaciales . 122 : 101. Código bibliográfico : 2016P & SS..122..101W . doi : 10.1016 / j.pss.2016.01.013 .
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  • Centro de Ciencias de Astrogeología del USGS: Luna
  • USGS Astrogeology: Earth's Moon at the Wayback Machine (archivado 2011-11-02)