La Conquista de la Luna

Este elemento es una expansión del contenido de los cursos y guías de Lawi. Ofrece hechos, comentarios y análisis sobre este tema. [aioseo_breadcrumbs] Este texto se ocupa de la exploración y la conquista de la Luna. También que aportes genera el conocimiento de nuestro Universo la exploración de la Luna mediante misiones a la Luna tripuladas.

Conocimientos tras la Exploración de la Luna

La Luna ocupa un lugar especial en la ciencia planetaria y sigue reclamando la atención de la comunidad científica. Como compañera de la Tierra en el espacio, la Luna ha estado sometida a los mismos procesos externos que la Tierra, pero debido a la gran antigüedad conservada en su superficie y en su interior, proporciona una gran cantidad de información sobre la formación temprana de los planetas terrestres y sobre los procesos que afectan a todo el sistema solar interior. Lo más evidente es el registro de cráteres antiguos, así como el proceso de cráteres de impacto, desde la aparición de las más pequeñas “fosas” de micrometeoritos hasta las múltiples cuencas de impacto, incluida una de las mayores cuencas de impacto del sistema solar, la cuenca del Polo Sur-Aitken.Entre las Líneas En la Luna hay cráteres de impacto de todos los tamaños entre estos extremos, incluyendo la bien conservada cuenca Orientale multiring y el prístinamente conservado y exquisitamente documentado cráter complejo Tycho y el cráter simple Giordano-Bruno.

Podemos dar por sentado el conocimiento del proceso de impacto y el origen de muchos rasgos de la superficie de la Luna; sin embargo, antes de la exploración moderna con naves espaciales, el origen de los rasgos circulares de la superficie era objeto de debate. Gilbert (1893) resumió y discutió las teorías sobre el origen de los rasgos de la superficie de la Luna que podían verse a través del telescopio. Reconoció y describió cráteres de todos los tamaños basados en observaciones telescópicas, y rechazó un origen volcánico, que era la opinión predominante en ese momento. Mediante una cuidadosa descripción y comparación con los cráteres volcánicos terrestres, Gilbert presentó un argumento convincente de que los cráteres de la Luna no son de origen volcánico, y concluyó correctamente que la mayoría de los cráteres deben haberse formado por el bombardeo de la Luna por proyectiles procedentes del espacio. El debate sobre el origen volcánico o por impacto de muchas de las características de la Luna continuaría hasta la época del Apolo.

El propio origen de la Luna por impacto gigante, que ha surgido como la teoría principal, no se desarrolló en detalle hasta mediados de la década de 1970. Hartmann y Davis consideraron las consecuencias de un impacto entre la Tierra y otro gran planetesimal hacia el final de la acreción. Cameron y Ward consideraron el momento angular del sistema Tierra-Luna y las implicaciones de una colisión de la Tierra primitiva con un cuerpo secundario mayor, en particular, la transferencia de momento y de masa para reacrear a la Tierra o concentrarse hacia fuera para formar la Luna. También consideraron las consecuencias de la diferenciación química y la volatilización en la composición de la Luna.

Puntualización

Sin embargo, las semillas de esta teoría ya habían sido consideradas en 1946 por Daly, quien discutió el posible origen de la Luna por la colisión catastrófica de la Tierra primitiva con un planetoide y los efectos resultantes en la topografía de la Luna.

El otro gran proceso planetario que afecta a la apariencia de la Luna y que fue objeto de gran debate fue el papel del vulcanismo. Baldwin (1963) interpretó correctamente muchas características volcánicas de la Luna.

Puntualización

Sin embargo, los debates continuaron hasta que las misiones Apolo a la superficie lunar examinaron, recogieron y devolvieron a la Tierra muestras para su estudio. Se confirmó que la maria lunar oscura era basalto, un tipo de roca común en la Tierra formada por la fusión en el interior. El Apolo 16 reveló que las tierras altas lunares eran producto de la corteza primaria de la Luna, modificada por eones de cráteres de impacto, y dejó de lado las nociones de un origen volcánico para las tierras altas.

Desde las misiones estadounidenses Apolo de retorno de muestras (Apolo 11, 12, 14, 15, 16 y 17; 1969-1972) y las soviéticas Luna de retorno de muestras (Luna 16, 20 y 24; 1970-1976), se ha aprendido mucho sobre la Luna gracias a las muestras y a los experimentos y exploraciones realizados en la superficie lunar por los astronautas (véase qué es, su concepto jurídico; y también su definición como “astronauts” en derecho espacial, en inglés) del Apolo y los rovers soviéticos Lunokhod. Las muestras revelaron la mineralogía, la petrología y la geoquímica fundamentales de la Luna, así como las condiciones, como la baja presión parcial de oxígeno y el agotamiento de los elementos volátiles, que caracterizan a la Luna como un cuerpo diferenciado, similar a la Tierra pero diferente en aspectos significativos.

La mejora de los métodos analíticos ha permitido conocer mejor la composición isotópica de la Luna y la causa del agotamiento de los álcalis y otros elementos volátiles observados en las muestras del Apolo. Los isótopos de elementos como el Zn y el K se han puesto al servicio de esta importante cuestión y pueden ayudar a distinguir entre la pérdida de volátiles por desgasificación durante el vulcanismo lunar y el agotamiento de los álcalis en la Luna. Los experimentos geofísicos, que incluyen la monitorización sísmica, el flujo de calor y el alcance láser desde la Tierra, revelaron características fundamentales del interior de la Luna y de su historia dinámica.

Los estudios de la época del Apolo también revelaron aspectos fundamentales de la interacción de la superficie lunar sin aire y en alto vacío con la radiación solar y cósmica. Existe una vasta literatura que describe estas investigaciones y el estado de los conocimientos en ese momento en forma de Actas y Resúmenes de Conferencias de Ciencia Lunar y Planetaria, que están disponibles para su descarga en el Servicio de Resúmenes del Sistema de Datos de Astrofísica (ADS) de la SAO/NASA. Gran parte de los conocimientos adquiridos antes de 1990 se resumieron en el Lunar Sourcebook (1991).

Después de Apolo, la NASA centró su atención en el programa del transbordador espacial y en las actividades en la órbita terrestre baja, incluido el desarrollo de la Estación Espacial Internacional. La Luna no se volvió a visitar hasta la década de 1990 con el sobrevuelo de Galileo en 1992 y las misiones orbitales lunares Clementine (1994) y Lunar Prospector (1998). Los resultados de las dos misiones orbitales y las imágenes obtenidas durante el sobrevuelo de Galileo mostraron que, aunque se sabía mucho sobre la Luna gracias a los estudios de muestras, la “zona Apolo” y los lugares de retorno de muestras de Luna representaban sólo una pequeña parte de la superficie lunar (Warren, 1994) y que quedaba mucho por saber sobre otras partes de la Luna, incluyendo la cara más lejana, la cuenca del Polo Sur-Aitken, los polos y muchas otras zonas de importancia científica.

Aunque se conoce en cierta medida por las primeras imágenes orbitales y la teledetección, las imágenes y la cartografía global de la misión Clementine de 1994, la misión Lunar Prospector de 1998 y las misiones orbitales posteriores han detallado la asimetría fundamental entre la cara cercana y la cara lejana de la Luna. La cara cercana está dominada por numerosas cuencas de impacto circulares e inundadas de rocas volcánicas basálticas oscuras, especialmente la cuenca Imbrium de 1.100 km de diámetro y el enorme Oceanus Procellarum, que cubre gran parte del hemisferio occidental de la cara cercana. El lado lejano está dominado por antiguas tierras altas fuertemente craterizadas en el hemisferio norte y la cuenca del Polo Sur-Aitken de 2.500 km de diámetro en el hemisferio sur.

Más Información

Las imágenes del espectrómetro de rayos gamma del Lunar Prospector mostraron que la asimetría global está fuertemente ligada a la composición de la superficie vista desde la órbita, especialmente en las concentraciones de hierro (Fe) y torio (Th).

La asimetría es fundamental para las visiones actuales de la evolución térmica y magmática de la Luna, tal y como se describe más adelante en este artículo y en numerosas publicaciones desde principios del siglo XXI (por ejemplo, New Views of the Moon, 2006).

Las misiones globales desplegaron un nuevo contexto para entender el creciente número y diversidad de meteoritos lunares que proporcionan una representación global más completa de la superficie lunar que las muestras devueltas por Apolo (Korotev, 2005). Al mismo tiempo, el valor de las muestras de Apolo y Luna como verdad de base para entender e interpretar los datos de teledetección se hizo aún más significativo.xxx

Los avances más recientes en la ciencia e investigación lunar, es decir, en los años 2000-2020, han sido enormes y se han beneficiado de un conjunto multinacional de nuevas misiones a la Luna, así como de importantes mejoras en el análisis de muestras lunares. A principios de la década de 2000, comenzando con la misión SMART-1 de la Agencia Espacial Europea, no menos de diez misiones en la década siguiente se lanzarían y explorarían con éxito la Luna tanto desde la órbita como desde la superficie. Estas misiones se describen brevemente más abajo.

Se recopilaron conjuntos de datos nuevos y fundamentales que han mejorado enormemente el conocimiento de la mineralogía de la superficie y la distribución de los minerales mediante datos de alta resolución en el espectro visible al infrarrojo cercano; imágenes de alta resolución de la topografía, la gravedad y la superficie; características y entornos térmicos y de radiación; sondeos por radar y microondas, etc. Al mismo tiempo, las mejoras en la sensibilidad de la instrumentación analítica a los elementos ligeros, incluido el H, llevaron al descubrimiento de concentraciones no nulas y, de hecho, sorprendentes de OH autóctono en vidrios volcánicos lunares e inclusiones de fundido, lo que refleja un interior lunar que no estaba tan desprovisto de H (o de OH o H2O inferido) como se pensaba.

Los avances en el análisis geocronológico también han ampliado el ámbito de las determinaciones de edad con una precisión y exactitud muy mejoradas, y para minerales distintos del circón a microescala. Los estudios de las propiedades magnéticas de los materiales lunares también han experimentado una revolución, con métodos de detección altamente sensibles que revelan nuevos conocimientos sobre la historia magnética temprana de la Luna, con implicaciones para una dínamo temprana del núcleo.

El conocimiento del registro de cráteres y la comprensión de los diversos mecanismos de forzamiento que afectan a la evolución secular de los cráteres de impacto a lo largo de la historia del sistema solar están arraigados en los estudios de los cráteres lunares a partir de la teledetección y el muestreo de la superficie. La Luna también proporciona un ejemplo de cuerpo pequeño de la diferenciación de los planetas terrestres, y estudios recientes revelan nueva información relevante sobre cómo funcionó y se solidificó el océano de magma primitivo de la Luna para formar el manto acumulado y la corteza feldespática.

Entre las investigaciones clave que se están llevando a cabo se encuentra la del presupuesto de volátiles de la Luna, el papel de los volátiles autóctonos en su evolución magmática y las características de sus depósitos polares de volátiles.

Más Información

Las investigaciones de los depósitos volcánicos han identificado una clase potencialmente muy joven (parches marinos irregulares) y un grupo de composición inusual como los volcánicos silícicos (félsicos). Otra clase de volcánicos descubiertos en imágenes de alta resolución son las Estructuras de Cúpula de Fosa Anular o RMDS. Se ha interpretado que estas estructuras son pequeños domos de origen volcánico de etapa tardía y posiblemente compuestos por espumas basálticas relativamente viscosas.

Misiones recientes, resultados y conjuntos de datos

Este resumen de las “nuevas” misiones y los principales resultados comienza con las misiones lanzadas desde 2006. Estas misiones incluyen naves espaciales de Europa, Japón, China, India y Estados Unidos.Entre las Líneas En conjunto, el objetivo de estas misiones ha sido llevar a cabo una amplia variedad de observaciones por teledetección a escala global, para obtener nueva información mineralógica y de distribución global de minerales y rocas, nuevas mediciones geoquímicas y datos geofísicos, incluyendo topografía y gravedad de alta resolución, y magnetismo. Se ha realizado un intenso esfuerzo para caracterizar los polos debido a sus especiales condiciones ambientales (térmicas y de iluminación) y a la posibilidad de que existan depósitos de hielo polar enterrados. La misión Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), en particular, fue diseñada para recoger toda la información necesaria para permitir el regreso de los humanos a la Luna para un aterrizaje seguro y la exploración en cualquier parte del planeta.

Interior de la Luna

La mayor parte de lo que se sabe sobre el interior de la Luna procede de los datos sísmicos del Apolo, de los datos de los retrorreflectores láser, de los datos gravitatorios, de los sondeos electromagnéticos, de los datos paleomagnéticos y de las muestras de basaltos volcánicos formados por la fusión parcial del manto lunar. Se colocaron sismómetros en la superficie lunar en las estaciones Apolo 12, 14, 15 y 16 como parte de los paquetes de experimentación de la superficie lunar Apolo (ALSEP). Estos sismómetros funcionaron simultáneamente desde ~1972 hasta 1977, momento en el que se apagaron y ya no se pueden reactivar. Mientras estuvieron activos, se detectaron más de 12.000 eventos sísmicos.

Los terremotos lunares se forman por varios procesos, entre ellos las mareas levantadas en la Luna por la Tierra y el Sol, por variaciones térmicas diurnas, por impactos de meteoritos en la superficie y por la actividad tectónica resultante del enfriamiento global. La red sísmica sólo cubría una pequeña porción del hemisferio cercano, formando un triángulo entre el Apolo 12/14, el Apolo 15 y el Apolo 16, y debido a que las ondas sísmicas se atenúan en el interior profundo de la Luna, la información derivada de los datos da poca información directa sobre el núcleo de la Luna y sobre el lado lejano opuesto a la red. Weber, Lin, Garnero, Williams y Lognonné (2011) volvieron a analizar los datos sísmicos utilizando métodos de procesamiento de conjuntos más recientes (apilamiento de sismogramas) para buscar evidencias de energía sísmica reflejada y convertida del núcleo, e infirieron la presencia de un núcleo interno sólido y un núcleo externo fluido, y una capa límite de manto profundo parcialmente fundida contra el núcleo externo.

Basado en la experiencia de varios autores, mis opiniones, perspectivas y recomendaciones se expresarán a continuación (o en otros lugares de esta plataforma, respecto a las características en 2026 o antes, y el futuro de esta cuestión):

Los datos del láser lunar (LLR) y de la gravedad procedentes de naves espaciales en órbita proporcionan pruebas complementarias del interior profundo. La determinación de los parámetros físicos de la libración mediante el láser lunar revela una disipación de energía interna consistente con un núcleo fluido, pero no limita su tamaño o composición.

La disipación de energía también puede estar ocurriendo en las profundidades del manto lunar, lo que sugiere que el manto profundo puede estar parcialmente fundido.

Informaciones

Los datos de gravedad del GRAIL proporcionan los coeficientes de gravedad esféricos armónicos de grado 2 J2 y C22, y el número de Love k2, que describe la respuesta elástica de grado 2 a las fuerzas de marea. Al combinar estas restricciones con los resultados de otros investigadores, concluyeron que los datos apoyan mejor los modelos con un núcleo exterior fluido de radio 200-380 km y un núcleo interior sólido con un radio de 280 km o menos. Los modelos geofísicos que utilizan los datos de GRAIL también apoyan una zona profunda del manto de baja velocidad de cizallamiento sísmico, consistente con la fusión parcial.

Los datos magnéticos también son relevantes para la estructura interior y las características de la Luna. La Luna carece de un campo magnético en el núcleo y sólo tiene un momento dipolar global muy débil.

Puntualización

Sin embargo, cuando la Luna pasa por el lóbulo de la cola geomagnética de la Tierra, se generan corrientes eléctricas en el interior lunar. El campo se difunde a través del manto e induce corrientes cerca de la superficie. Este comportamiento indica un núcleo altamente conductor de electricidad, que produce un momento dipolar inducido negativamente, y la amplitud del momento inducido residual puede entonces relacionarse con el tamaño del núcleo.

Contracción

El estado de tensión de la Luna es ahora uno de contracción global, asociado (véase qué es, su concepto jurídico; y también su definición como “associate” en derecho anglo-sajón, en inglés) al enfriamiento, incluyendo la solidificación de su núcleo fundido. Este periodo se remonta a ~3,6 Ga, cuando la extensión asociada a las erupciones de basalto marino y al relleno de cuencas disminuyó y la evolución térmica y tectónica de la Luna pasó de la expansión neta a la contracción neta. Entre los rasgos de formación temprana se encuentran las grandes y prominentes anomalías lineales de gravedad que bordean el Oceanus Procellarum y el Mare Frigoris en un patrón cuasi-rectangular, reconocido por primera vez en los mapas de gradientes de gravedad de Bouguer de GRAIL.

Se ha interpretado que estos rasgos son los restos de rifts llenos de lava y sus diques alimentadores subyacentes que sirvieron como conductos de lava para gran parte del vulcanismo basáltico en la región del Procellarum. Su ubicación en relación con la terrana KREEP del Procellarum sugiere un origen por enfriamiento y contracción diferencial en sus márgenes, lo que resulta en extensión, y una extensa actividad magmática/volcánica basáltica asociada a un alto flujo de calor.

Entender el origen de estas características es importante para la evolución térmica, magmática y tectónica temprana de la Luna durante el período de fuerte bombardeo por impacto y que condujo a la generación y erupción extensiva de basaltos marinos. Por tanto, la evaluación y el análisis continuos de los rasgos tectónicos es un área de investigación activa e importante
Datos verificados por: Andrews

Recursos

Véase También

Derecho del Espacio Ultraterrestre, Derecho Espacial, Ciencia Planetaria, Espacio Exterior, Política del espacio exterior, Colonización espacial, Satélites, Sistema Solar,
Programa Artemis
Colonización de la Luna
Turismo en la Luna
Puesto de avanzada lunar (NASA)
Grupo de Trabajo Internacional de Exploración Lunar
Lista de objetos artificiales en la Luna
Lista de astronautas (véase qué es, su concepto jurídico; y también su definición como “astronauts” en derecho espacial, en inglés) del Apolo
Lista de sondas lunares
Recursos lunares
Alunizaje
Cronología de la exploración del Sistema Solar
Yutu-2

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