La exploración lunar está experimentando un renacimiento. Docenas de misiones, organizadas por diversas agencias espaciales y compañías comerciales, visitarán la Luna antes de que termine esta década. La mayoría de ellas involucrarán pequeños vehículos espaciales robóticos, pero el ambicioso programa Artemis de la NASA tiene como objetivo llevar a los seres humanos de vuelta a la superficie lunar a mediados de esta década.
Los principales motivos detrás de toda esta actividad son la búsqueda de recursos lunares. El agua congelada en los polos puede ser extraída y convertida en hidrógeno y oxígeno, propulsores para cohetes. Sin embargo, también se obtendrán grandes beneficios para la ciencia. La Luna todavía tiene mucho que revelarnos sobre el origen y la evolución del Sistema Solar, pero sobre todo podría convertirse en una plataforma para la astronomía observacional. Los telescopios en la Luna fueron discutidos en una reunión de la Royal Society a principios de este año.
Ventajas del lado oscuro de la Luna
Entre las ramas científicas que se beneficiarían se encuentra la radioastronomía. Los estudios radioastronómicos podrían llevarse a cabo con gran provecho en el lado oscuro de la Luna. El lado lejano está constantemente protegido de las señales de radio generadas por los seres humanos en la Tierra. Además, la noche lunar protege de la radiación solar. Todas estas características convierten a la Luna en el lugar más “silencioso en términos de radio” de todo el Sistema Solar.
Las ondas de radio son energía electromagnética, al igual que el infrarrojo, los ultravioletas y la luz visible. Tienen diferentes longitudes de onda en el espectro electromagnético y aquellas con longitudes de onda mayores a unos 15 metros son bloqueadas por la ionosfera terrestre. Para la astronomía, representan la última región inexplorada del espectro y llegan a la superficie de la Luna sin obstáculos.
Las observaciones del cosmos en estas longitudes de onda caen dentro del ámbito de la “radioastronomía de baja frecuencia”. Son las únicas capaces de explorar la estructura del universo primordial, en particular la edad oscura del cosmos antes de la formación de las primeras galaxias. El astrónomo Jack Burns ha proporcionado justificaciones científicas relevantes (ref.) en la reciente reunión de la Royal Society. El científico describe el lado oculto de la Luna como una “plataforma incontaminada y silenciosa para llevar a cabo observaciones de baja frecuencia de la edad oscura del universo primordial, así como de la meteorología espacial y las magnetosferas asociadas con exoplanetas habitables”.
Señales de otras estrellas
Otra posible aplicación de los telescopios en el lado lejano de la Luna sería detectar ondas de radio procedentes de partículas cargadas atrapadas en las magnetosferas de exoplanetas orbitando otras estrellas. Esto ayudaría a evaluar su capacidad para albergar vida. Las ondas de radio provenientes de las magnetosferas de los exoplanetas tendrían longitudes de onda superiores a los 100 metros.
Una vez más, el lado más alejado de la Luna sería la mejor ubicación. Un razonamiento similar se puede aplicar en los intentos de detectar señales de vida inteligente extraterrestre. Además, al abrir una parte inexplorada del espectro de radio, también existe la posibilidad de hacer descubrimientos de nuevos fenómenos. Deberíamos tener una idea del potencial de estas observaciones durante la misión LuSEE-Night de la NASA en el lado lejano de la Luna entre 2025 y 2026.
Cráteres y telescopios infrarrojos
La superficie lunar también ofrece oportunidades para otros tipos de astronomía. Los astrónomos tienen mucha experiencia con telescopios ópticos e infrarrojos que operan en el espacio, como el Hubble Space Telescope y el James Webb Space Telescope (JWST). Sin embargo, los cráteres en los polos lunares, que no reciben luz solar, serían excelentes puntos de observación.
Los telescopios que observan el universo en longitudes de onda infrarrojas son muy sensibles al calor y, por lo tanto, deben operar a bajas temperaturas. James Webb, por ejemplo, necesita una estructura enorme para protegerlo de los rayos del Sol. En la Luna, un borde natural del cráter podría proporcionar esta protección sin costo alguno.
Además, la baja gravedad de nuestro satélite también podría permitir la construcción de telescopios mucho más grandes de lo que sería factible para sondas en vuelo libre. Estas consideraciones han llevado al astrónomo Jean-Pierre Maillard a sugerir que la Luna podría ser el futuro de la astronomía infrarroja.
Cráteres y ondas gravitacionales
El entorno frío y estable de los cráteres permanentemente en sombra también puede ofrecer ventajas para la próxima generación de instrumentos de detección de ondas gravitacionales, las “arrugas” en el espacio-tiempo causadas por procesos como la explosión de estrellas y la colisión de agujeros negros.
Además, durante miles de millones de años, la Luna ha sido bombardeada por partículas cargadas provenientes del Sol y por rayos cósmicos galácticos. La superficie lunar puede contener una rica documentación de estos procesos. Estudiarlos podría proporcionar información sobre la evolución tanto del Sol como de la Vía Láctea.
Por todas estas razones, la astronomía se beneficiará del actual renacimiento de la exploración lunar. Es probable que la astronomía se beneficie de las infraestructuras construidas en la Luna a medida que avance la exploración lunar. Esto incluirá tanto las infraestructuras de transporte como la presencia de humanos y robots en el lugar para construir y mantener telescopios en la Luna.