El mes pasado, China impulsó a otros jugadores a explorar activamente la luna con su misión de entregar muestras de rocas lunares. Al menos ocho naves espaciales de países como Rusia, India, China, Japón y Estados Unidos deberían aterrizar en la superficie lunar en los próximos tres años.
Por primera vez, la exploración de la Luna explorará algunas de las regiones científicamente más intrigantes pero sensibles de la Luna: las de los polos. Los científicos están interesados en el agua congelada en cráteres sombreados. Pero también les preocupa que el aumento en el tráfico de carga y pasajeros a la Luna pueda llevar a la contaminación del propio hielo.
El hielo es importante para los científicos por diversas razones. Algunos quieren analizar muestras prístinas para descubrir cómo y cuándo la Tierra y la Luna acumularon agua hace miles de millones de años. Otros quieren extraer hielo para alimentar cohetes en futuras bases lunares.
Los investigadores se enfrentan a decisiones difíciles. ¿Debería comenzar a excavar de inmediato para resolver los procesos mediante los cuales puede extraer hielo y convertirlo en combustible? ¿O actuar lentamente para preservar los datos científicos codificados en hielo? “En este momento, tenemos científicos que dicen que ni siquiera podemos acercarnos a él porque lo destruiremos”, dice Clive Neal, geólogo de la Universidad de Notre Dame en Indiana. "Otros dicen que lo necesitamos, así que simplemente lo haremos".
Estas contradicciones deben resolverse pronto, especialmente porque la NASA planea enviar una serie de misiones al Polo Sur, comenzando con dispositivos de aterrizaje robóticos en 2022 y terminando con el envío de personas a la luna por primera vez desde 1972.
Un informe de la influyente Academia Nacional de Ciencias, Ingeniería y Medicina de EE. UU. (NASEM) sostiene que las agencias espaciales deben priorizar lo que quieren de los polos lunares para explorarlos de manera efectiva. El Comité Internacional de Investigaciones Espaciales (COSPAR) también está evaluando la situación y decidirá en los próximos meses si emitirá una nueva guía para las naves espaciales que van a la Luna. La NASA está esperando la decisión de COSPAR y probablemente actualizará sus propias reglas para visitar la luna.
A medida que se acelera la exploración de la luna, "no debemos dañar la investigación científica futura", dice Lisa Pratt, oficial de protección planetaria de la NASA. La pregunta es, "¿Cómo hacerlo bien?"
Ni una sola nave espacial ha visitado los polos de la luna. La única misión que intentó llegar allí fue el módulo de aterrizaje indio Vikram, que se estrelló a unos 600 kilómetros del Polo Sur en 2019. China planea lanzar la misión Chang'e-6, que viajará al Polo Sur de la Luna, recolectará suelo con hielo y lo entregará a la Tierra en 2023. Este dispositivo es el sucesor del Chang'e-5, que recolectó con éxito muestras de rocas en las latitudes medias de la Luna en diciembre pasado. Japón e India también están contemplando lanzar robots al Polo Sur, al igual que Rusia y Europa.
Y luego está la NASA. Bajo el presidente Donald Trump, la agencia estaba preparando una serie de misiones a la Luna orientadas a los polos. Según los planes actuales, la NASA enviará dos módulos de aterrizaje automáticos al Polo Sur en 2022 y un rover robótico llamado VIPER en 2023. Tendrá que perforar el suelo lunar a una profundidad de un metro. Luego, un año después, se planea enviar personas que comenzarán a explorar los cráteres de hielo. Una de las tareas es recolectar el hielo y enviarlo a un laboratorio en la Tierra para su estudio, según un informe de la NASA publicado el mes pasado.
La posibilidad de contaminación del hielo lunar es un problema en el que nadie pensaba hace cinco décadas, cuando los astronautas del Apolo se convirtieron en las primeras personas en pisar la superficie lunar. En ese momento, los científicos creían que la luna estaba completamente seca. Solo en la última década se ha sabido que el agua está presente en muchos lugares, incluso en cráteres polares sombreados. Los científicos incluso han encontrado agua mineral en al menos un lugar iluminado por el sol en la luna.
Toda esta agua pudo haber llegado a la luna gracias a asteroides, cometas o el viento solar que bombardeaba su superficie. Parte de él podría haber quedado después de las erupciones volcánicas que lo llevaron a la superficie desde lo más profundo. Cualquiera que sea la fuente de agua lunar, contiene información científica importante.
El hielo en los cráteres de los polos de la luna, desprovisto de luz solar, se ha estado acumulando durante miles de millones de años. Si es así, contiene un registro no solo de la historia temprana de la Luna, sino también de la historia de la Tierra. La luna probablemente se formó cuando un objeto gigante se estrelló contra la Tierra recién nacida hace unos 4.500 millones de años, arrancando enormes trozos que se fusionaron con la luna y vincularon estrechamente sus historias. En la Tierra, la actividad geológica, incluida la tectónica de placas, ha borrado gran parte de la historia temprana del planeta. Pero la Luna no tiene tal actividad, por lo que es un excelente tema de estudio.
“La historia del agua lunar proporcionará muchas pistas sobre cómo se desarrolló el sistema solar”, dice Ariel Deutsch, científico planetario del Centro de Investigación Ames de la NASA en Moffett Field, California.
Al darse cuenta de la importancia del hielo lunar, muchos investigadores se resisten a estudiarlo. En particular, algunos de ellos están considerando la posibilidad de contaminación del hielo por los gases de escape de los cohetes.
Parvati Prem, científica planetaria del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins en Lorel, Maryland, y sus colegas simularon recientemente el aterrizaje de un módulo de tamaño mediano alrededor de 70 ° S, a varios cientos de kilómetros de los cráteres de hielo del Polo Sur. Las simulaciones han demostrado que incluso si el cohete desciende con un empuje de chorro mínimo, los motores rociarán agua, que eventualmente se extenderá por toda la luna. Incluso después de 2 días lunares, 2 meses terrestres, alrededor del 30-40% del agua importada permanecerá en la superficie lunar. "La conclusión principal es que el vapor de agua se está esparciendo por todas partes", dice Prem. Por lo tanto, el hielo polar de la luna ya ha sido contaminado por misiones de exploración pasadas.
El grupo internacional COSPAR encuestó a cientos de científicos planetarios sobre lo preocupados que están de que la exploración lunar pueda interferir con la ciencia en los polos. Más del 70% de los encuestados en la encuesta de 2020 dijeron que les preocupa que la contaminación pueda poner en peligro los datos científicos almacenados en el hielo de la luna, dice Gerhard Kminek, oficial de protección planetaria de la Agencia Espacial Europea en Noordwijk, Países Bajos.
En un documento oficial presentado por la NASA, 19 científicos, incluidos Prem y Deutsch, proponen enviar una misión llamada "Origins-first" a un cráter sombreado en uno de los polos de la Luna. El objetivo es recolectar suficientes muestras de hielo prístino antes de que comience la exploración de la luna. La misión mostrará cuán valiosa es la evidencia científica sobre el hielo y si la minería debe retrasarse, dice Esther Beltran, científica de la Universidad de Florida Central en Orlando y coautora del artículo.
Actualmente, la NASA no tiene fondos para la primera misión Origins. Continúa planeando enviar varias naves espaciales a las regiones polares de la Luna. Pero la agencia está escuchando a los científicos que están ansiosos por hacerlo bien y tienen la intención de proceder con precaución, dice Pratt, un oficial de la agencia de protección planetaria. "Necesitamos equilibrar el impulso para utilizar los recursos con la necesidad de descubrimiento y conocimiento científicos", dice.
Mientras tanto, si COSPAR adopta los nuevos principios de exploración lunar, es probable que la NASA y las agencias espaciales de otros países lo hagan. El liderazgo actual de COSPAR requiere que los países enumeren todos los materiales orgánicos, como compuestos de carbono, pinturas y adhesivos, que estarán a bordo de la nave lunar. Tener esa lista ayudaría a reducir las preocupaciones sobre la contaminación futura, dijo Kminek. Los científicos sabrán qué tipo de material antropogénico entrará en el entorno lunar. Quizás se proponga compilar una lista de gases que pueden ser emitidos por vehículos o sistemas de soporte vital. “Los actores relevantes, incluida la agencia espacial china y empresas comerciales como SpaceX y Blue Origin, se sentaron a la mesa con COSPAR para discutir estos posibles cambios”, dice Kminek.
Sin embargo, a pesar del debate en curso, algunos científicos no están demasiado preocupados por la contaminación. Neal y otros señalan que el vapor de agua de los gases de escape de los cohetes solo se deposita en una capa delgada sobre la superficie lunar. No se necesita mucho trabajo para llegar al hielo deseado. El informe NASEM también señala que hay poco riesgo de contaminación por hielo. Y Kevin Cannon, un científico planetario de la Escuela de Minas de Colorado en Golden, cree que un poco de contaminación se justifica plenamente si se sabe dónde y cómo se distribuye el hielo. Hizo un mapa de los lugares donde pueden estar los depósitos más grandes y accesibles.
Se han propuesto varias ideas más para proteger el hielo lunar. Una propuesta es mantener uno de los polos de la luna para la ciencia y abrir el otro para la minería. También se propone designar zonas de exclusión para algunos cráteres de hielo. Hay muchos cráteres de este tipo, desde pequeños pozos más pequeños que una mano humana hasta grandes de 10 kilómetros de diámetro, y no todos necesitan ser explorados, dicen los científicos.
"Lo único que tenemos que hacer es asegurarnos de mirar hacia el futuro", dice Prem. "¿Quién sabe qué tipo de ciencia querrá hacer la gente en el futuro?"