Luna
Definición
 Luna llena vista desde América del Norte en el hemisferio norte de la Tierra | |
La Luna es un cuerpo astronómico que orbita el planeta Tierra y es el único satélite natural permanente de la Tierra. Es el quinto satélite natural más grande en el Sistema Solar, y el más grande entre los satélites planetarios en relación con el tamaño del planeta que orbita (su principal). La Luna busca el satélite de Júpiter en el segundo satélite más denso del Sistema Solar entre aquellos cuyas densidades se conocen.
Se cree que la Luna se formó hace unos 4.51 mil millones de años, no mucho después de la Tierra. La explicación más ampliamente aceptada es que la Luna se formó a partir de los restos que quedaron después de un impacto gigante entre la Tierra y un cuerpo del tamaño de Marte llamado Theia.
La Luna está en rotación síncrona con la Tierra, y por lo tanto siempre muestra el mismo lado a la tierra, el lado cercano. El lado más cercano está marcado por maria volcánica oscura que llena los espacios entre las elevadas y antiguas tierras altas de la corteza y los prominentes cráteres de impacto. Después del Sol, la Luna es el segundo objeto celestial visible más brillante en el cielo de la Tierra. Su superficie es realmente oscura, aunque en comparación con el cielo nocturno, parece muy brillante, con una reflectancia ligeramente superior a la del asfalto gastado. Su influencia gravitatoria produce mareas oceánicas, mareas corporales y el ligero alargamiento del día.
La distancia orbital promedio de la Luna es 384,402 km (238,856 mi), o 1.28 segundos luz. Esto es aproximadamente treinta veces el diámetro de la Tierra. El tamaño aparente de la Luna en el cielo es casi el mismo que el del Sol (porque es 400 veces mayor y más grande). Por lo tanto, la Luna cubre el Sol casi con precisión durante un eclipse solar total. Este emparejamiento del tamaño visual aparente no continuará en el futuro lejano, porque la distancia de la Luna desde la Tierra está aumentando lentamente.
La Luna fue alcanzada por primera vez en 1959 por una nave espacial no tripulada del programa Luna de la Unión Soviética; el programa Apollo de la NASA de los Estados Unidos logró las únicas misiones lunares tripuladas hasta la fecha, comenzando con la primera misión orbital tripulada por Apolo 8 en 1968, y seis aterrizajes tripulados entre 1969 y 1972, siendo el primero Apollo 11. Estas misiones devolvieron rocas lunares que se han utilizado para desarrollar una comprensión geológica del origen de la Luna, su estructura interna y la historia posterior de la Luna. Desde el Apollo 17mission en 1972, la Luna ha sido visitada solo por naves espaciales no tripuladas.
Tanto la prominencia natural de la Luna en el cielo terrenal como su ciclo regular de fases visto desde la Tierra han proporcionado referencias culturales e influencias para las sociedades y culturas humanas desde tiempos inmemoriales. Tales influencias culturales se pueden encontrar en el lenguaje, los sistemas de calendario basados en la luna, el arte y la mitología.
Nombre y etimología
El nombre propio inglés habitual para el satélite natural de la Tierra es "la Luna", que en los textos no científicos usualmente no está en mayúscula. El sustantivo moon se deriva de Old English mōna , que (como todos los cognados de la lengua germánica) proviene de Proto-Germanic * mēnô , que proviene de Proto-indoeuropeo * mḗh₁n̥s "moon", "month", que proviene del Proto- Raíz indoeuropea * meh₁- "medir", siendo el mes la antigua unidad de tiempo medida por la Luna. Ocasionalmente, se usa el nombre "Luna". En la literatura, especialmente en la ciencia ficción, "Luna" se usa para distinguirla de otras lunas, mientras que en la poesía, el nombre se ha utilizado para denotar la personificación de nuestra luna.
El adjetivo inglés moderno perteneciente a la Luna es lunar , derivado de la palabra latina para la Luna, luna . El adjetivo selenic (usualmente solo se usa para referirse al elemento químico selenio) se usa tan raramente para referirse a la Luna que este significado no se registra en la mayoría de los diccionarios principales. Se deriva de la palabra griega antigua para la Luna, σελήνη (selḗnη), de la que también se deriva el prefijo "seleno-", como en la selenografía , el estudio de las características físicas de la Luna, así como el nombre del elemento selenio. Tanto la diosa griega Selene como la diosa romana Diana se llamaron Cynthia. Los nombres Luna, Cynthia y Selene se reflejan en la terminología de las órbitas lunares en palabras como apolune , pericyntion y selenocentric . El nombre Diana proviene del proto-indoeuropeo * diw-yo , "celestial", que proviene de la raíz PIE * dyeu- "brillar", que en muchos derivados significa "cielo, cielo y dios" y también el origen del latín muere , "día".
Formación
La Luna se formó hace 4.51 mil millones de años, unos 60 millones de años después del origen del Sistema Solar. Se han propuesto varios mecanismos de formación, incluida la fisión de la Luna desde la corteza terrestre a través de la fuerza centrífuga (que requeriría un giro inicial de la Tierra demasiado grande), la captura gravitacional de una Luna preformada (que requeriría una atmósfera de Tierra para disipar la energía de la Luna que pasa), y la co-formación de la Tierra y la Luna juntas en el disco de acreción primordial (que no explica el agotamiento de los metales en la Luna). Estas hipótesis tampoco pueden explicar el alto momento angular del sistema Tierra-Luna.
La evolución de la luna y un recorrido por la luna
La hipótesis que prevalece es que el sistema Tierra-Luna se formó después del impacto de un cuerpo del tamaño de Marte (llamado Theia ) con la proto-Tierra (impacto gigante). El impacto arrojó material a la órbita de la Tierra y luego el material se acumuló y formó la Luna.
El otro lado de la Luna tiene una corteza que es 30 millas (48 km) más gruesa que la del lado cercano. Se cree que esto se debe a que la Luna se fusionó a partir de dos cuerpos diferentes.
Esta hipótesis, aunque no perfecta, tal vez explique mejor la evidencia. Dieciocho meses antes de una conferencia sobre orígenes lunares de octubre de 1984, Bill Hartmann, Roger Phillips y Jeff Taylor desafiaron a otros científicos lunares: "Tienes dieciocho meses. Regresa a tus datos de Apollo, vuelve a tu computadora, haz lo que tengas que hacer. , pero decídase. No venga a nuestra conferencia a menos que tenga algo que decir sobre el nacimiento de la Luna ". En la conferencia de 1984 en Kona, Hawaii, la hipótesis del impacto gigante surgió como la más popular.
Se cree que los impactos gigantes fueron comunes en los primeros sistemas solares. Las simulaciones por computadora de impactos gigantes han producido resultados que son consistentes con la masa del núcleo lunar y el momento angular del sistema Tierra-Luna. Estas simulaciones también muestran que la mayoría de la Luna se deriva del impactador, en lugar de la proto-Tierra. Sin embargo, las simulaciones más recientes sugieren una fracción mayor de la Luna derivada de la proto-Tierra. Otros cuerpos del Sistema Solar interior como Marte y Vesta tienen, según los meteoritos de ellos, composiciones isotópicas de oxígeno y tungsteno muy diferentes en comparación con la Tierra. Sin embargo, la Tierra y la Luna tienen composiciones isotópicas casi idénticas. La ecualización isotópica del sistema Tierra-Luna podría explicarse por la mezcla posterior al impacto del material vaporizado que los formó,
El impacto liberó mucha energía y luego el material liberado volvió a acrecerse en el sistema Tierra-Luna. Esto habría derretido la capa exterior de la Tierra, y así habría formado un océano de magma. Del mismo modo, la Luna recién formada también se habría visto afectada y tendría su propio océano de magma lunar; su profundidad se estima de aproximadamente 500 km (300 millas) a 1,737 km (1,079 millas).
Si bien la hipótesis del impacto gigante podría explicar muchas líneas de evidencia, algunas preguntas aún no se han resuelto, la mayoría de las cuales involucran la composición de la Luna.
En 2001, un equipo del Instituto Carnegie de Washington informó la medición más precisa de las firmas isotópicas de las rocas lunares. Para su sorpresa, las rocas del programa Apolo tenían la misma firma isotópica que las rocas de la Tierra, sin embargo, diferían de casi todos los otros cuerpos en el Sistema Solar. De hecho, esta observación fue inesperada, porque se pensó que la mayor parte del material que formaba la Luna provenía de Theia y en 2007 se anunció que había menos de un 1% de probabilidad de que Theia y la Tierra tuvieran firmas isotópicas idénticas. Otras muestras lunares de Apolo tuvieron en 2012 la misma composición de isótopos de titanio que la Tierra, lo que entra en conflicto con lo que se espera si la Luna se formó lejos de la Tierra o si se deriva de Theia. Estas discrepancias pueden explicarse por variaciones de la hipótesis de impacto gigante.
Características físicas
Estructura interna
| Compuesto | Fórmula | Composición (% en peso) | |
|---|---|---|---|
| María | Tierras altas | ||
| sílice | SiO 2 | 45.4% | 45.5% |
| alúmina | Al 2 O 3 | 14.9% | 24.0% |
| Lima | CaO | 11.8% | 15,9% |
| óxido de hierro (II) | FeO | 14.1% | 5.9% |
| magnesia | MgO | 9.2% | 7.5% |
| dióxido de titanio | TiO 2 | 3.9% | 0.6% |
| óxido de sodio | Na 2 O | 0.6% | 0.6% |
| Total | 99.9% | 100.0% | |
La Luna es un cuerpo diferenciado: tiene una corteza, manto y núcleo geoquímicamente distintos. La Luna tiene un núcleo interno sólido rico en hierro con un radio posiblemente tan pequeño como 240 km (150 mi) y un núcleo externo fluido principalmente hecho de hierro líquido con un radio de aproximadamente 300 km (190 millas). Alrededor del núcleo hay una capa límite parcialmente fundida con un radio de aproximadamente 500 km (310 millas). Se cree que esta estructura se desarrolló a través de la cristalización fraccionada de un océano de magma global poco después de la formación de la Luna hace 4.500 millones de años. La cristalización de este océano de magma habría creado un manto máfico de la precipitación y el hundimiento de los minerales olivino, clinopiroxeno y ortopiroxeno; después de que tres cuartas partes del océano de magma se cristalizaran, los minerales de plagioclasa de baja densidad podrían formarse y flotar en una corteza en lo alto. Los líquidos finales para cristalizar se habrían intercalado inicialmente entre la corteza y el manto, con una gran abundancia de elementos incompatibles y productores de calor. De acuerdo con esta perspectiva, el mapeo geoquímico hecho desde la órbita sugiere la corteza de anortosita en su mayoría. Las muestras de roca lunar de las lavas de inundación que estallaron en la superficie por fusión parcial en el manto confirman la composición del manto máfico, que es más rica en hierro que la de la Tierra. La corteza tiene en promedio unos 50 km (31 mi) de espesor. Las muestras de roca lunar de las lavas de inundación que estallaron en la superficie por fusión parcial en el manto confirman la composición del manto máfico, que es más rica en hierro que la de la Tierra. La corteza tiene en promedio unos 50 km (31 mi) de espesor. Las muestras de roca lunar de las lavas de inundación que estallaron en la superficie por fusión parcial en el manto confirman la composición del manto máfico, que es más rica en hierro que la de la Tierra. La corteza tiene en promedio unos 50 km (31 mi) de espesor.
La Luna es el segundo satélite más denso del Sistema Solar, después de Io. Sin embargo, el núcleo interno de la Luna es pequeño, con un radio de aproximadamente 350 km (220 mi) o menos, alrededor del 20% del radio de la Luna. Su composición no está bien definida, pero es probable que sea aleación de hierro metálico con una pequeña cantidad de azufre y níquel; los análisis de la rotación variable en el tiempo de la Luna sugieren que está al menos parcialmente fundido.
Geología superficial
Modelo STL 3D de la Luna con una exageración de elevación de 10 × representada con datos del Altímetro Láser de Orbitador Lunar del Orbitador de Reconocimiento Lunar
La topografía de la Luna se ha medido con altimetría láser y análisis de imágenes estéreo. Su característica topográfica más visible es la cuenca gigante del extremo sur del Polo Aitken, unos 2.240 km (1.390 millas) de diámetro, el cráter más grande de la Luna y el segundo cráter de impacto confirmado más grande en el Sistema Solar. A 13 km (8.1 mi) de profundidad, su piso es el punto más bajo en la superficie de la Luna. Las elevaciones más altas de la superficie de la Luna están ubicadas directamente al noreste, y se ha sugerido que podrían haber sido engrosadas por el impacto de la formación oblicua de la cuenca South Pole-Aitken. Otras grandes cuencas de impacto, como Imbrium, Serenitatis, Crisium, Smythii y Orientale, también poseen elevaciones regionales bajas y bordes elevados. El lado más alejado de la superficie lunar es en promedio aproximadamente 1.9 km (1.2 mi) más alto que el del lado cercano.
El descubrimiento de acantilados escarpados por el Lunar Reconnaissance Orbiter sugiere que la Luna se ha reducido en los últimos mil millones de años, en unos 90 metros (300 pies). Existen características de contracción similares en Mercury.
Características volcánicas
Las llanuras lunares oscuras y relativamente sin rasgos, que se ven claramente a simple vista, se llaman maria (en latín, "mares", yegua singular ), ya que se creía que estaban llenas de agua; ahora se sabe que son grandes charcas solidificadas de lava basáltica antigua. Aunque son similares a los basaltos terrestres, los basaltos lunares tienen más hierro y ningún mineral alterado por el agua. La mayoría de estas lavas entró en erupción o fluyó a las depresiones asociadas con las cuencas de impacto. Varias provincias geológicas que contienen volcanes de escudo y cúpulas volcánicas se encuentran dentro del lado cercano "maria".
Casi todos los maria están en el lado cercano de la Luna y cubren el 31% de la superficie del lado más cercano, en comparación con el 2% del lado opuesto. Se cree que esto se debe a una concentración de elementos productores de calor debajo de la corteza en el lado cercano, visto en los mapas geoquímicos obtenidos por Lunar Prospector '.s espectrómetro de rayos gamma, que habría provocado que el manto subyacente se calentara, se derritiera parcialmente, se elevara a la superficie y erupcionara. La mayoría de los basaltos de la yegua de la Luna estallaron durante el período de Imbria, hace entre 3.0 y 3.5 mil millones de años, aunque algunas muestras datadas radiométricamente tienen 4,2 mil millones de años. Hasta hace poco, las erupciones más recientes, fechadas por recuento de cráteres, parecían haber sido hace solo 1,2 mil millones de años. En 2006, un estudio de Ina, una pequeña depresión en Lacus Felicitatis, encontró características irregulares, relativamente libres de polvo que, debido a la falta de erosión por los restos que se filtraban, parecían tener solo 2 millones de años. Los terremotos lunares y las emisiones de gas también indican cierta actividad lunar continua. En 2014, la NASA anunció "evidencia generalizada de un joven volcanismo lunar" en 70 parches de yegua irregulares identificados por el Orbitador de Reconocimiento Lunar, algunos de menos de 50 millones de años. Esto plantea la posibilidad de un manto lunar mucho más cálido de lo que se creía anteriormente, al menos en el lado cercano donde la corteza profunda es sustancialmente más cálida debido a la mayor concentración de elementos radiactivos. Justo antes de esto, se ha presentado evidencia de un volcanismo basáltico menor de 2 a 10 millones de años dentro del cráter Lowell, cuenca Oriental, ubicado en la zona de transición entre los lados cercano y lejano de la Luna. Un manto inicialmente más caliente y / o el enriquecimiento local de los elementos que producen calor en el manto podrían ser responsables de actividades prolongadas también en el otro extremo de la cuenca Orientale. al menos en el lado cercano donde la corteza profunda es sustancialmente más cálida debido a la mayor concentración de elementos radiactivos. Justo antes de esto, se ha presentado evidencia de un volcanismo basáltico menor de 2 a 10 millones de años dentro del cráter Lowell, cuenca Oriental, ubicado en la zona de transición entre los lados cercano y lejano de la Luna. Un manto inicialmente más caliente y / o el enriquecimiento local de los elementos que producen calor en el manto podrían ser responsables de actividades prolongadas también en el otro extremo de la cuenca Orientale. al menos en el lado cercano donde la corteza profunda es sustancialmente más cálida debido a la mayor concentración de elementos radiactivos. Justo antes de esto, se ha presentado evidencia de un volcanismo basáltico menor de 2 a 10 millones de años dentro del cráter Lowell, cuenca Oriental, ubicado en la zona de transición entre los lados cercano y lejano de la Luna. Un manto inicialmente más caliente y / o el enriquecimiento local de los elementos que producen calor en el manto podrían ser responsables de actividades prolongadas también en el otro extremo de la cuenca Orientale. ubicado en la zona de transición entre los lados cercano y lejano de la Luna. Un manto inicialmente más caliente y / o el enriquecimiento local de los elementos que producen calor en el manto podrían ser responsables de actividades prolongadas también en el otro extremo de la cuenca Orientale. ubicado en la zona de transición entre los lados cercano y lejano de la Luna. Un manto inicialmente más caliente y / o el enriquecimiento local de los elementos que producen calor en el manto podrían ser responsables de actividades prolongadas también en el otro extremo de la cuenca Orientale.
Las regiones más claras de la Luna se llaman terrae , o más comúnmente tierras altas , porque son más altas que la mayoría de maria. Se han fechado radiométricamente a haberse formado hace 4.400 millones de años, y pueden representar plagioclasas del océano del magma lunar. A diferencia de la Tierra, no se cree que se hayan formado grandes montañas lunares como resultado de eventos tectónicos.
La concentración de maria en el lado cercano probablemente refleja la corteza sustancialmente más gruesa de las tierras altas del lado lejano, que puede haberse formado en un impacto de baja velocidad de una segunda luna de la Tierra unas pocas decenas de millones de años después de su formación.
Cráteres de impacto
El otro proceso geológico importante que ha afectado la superficie de la Luna es el impacto de la formación de cráteres, con cráteres formados cuando los asteroides y los cometas colisionan con la superficie lunar. Se estima que hay aproximadamente 300,000 cráteres más anchos que 1 km (0,6 millas) solo en el lado de la Luna. La escala de tiempo geológica lunar se basa en los eventos de impacto más prominentes, incluyendo Nectaris, Imbrium y Orientale, estructuras caracterizadas por múltiples anillos de material levantado, entre cientos y miles de kilómetros de diámetro y asociados con una amplia capa de depósitos de eyección que forman una horizonte estratigráfico regional. La falta de atmósfera, clima y procesos geológicos recientes hacen que muchos de estos cráteres estén bien conservados. Aunque solo unas pocas cuencas de anillos múltiples se han fechado definitivamente, son útiles para asignar edades relativas. Debido a que los cráteres de impacto se acumulan a una velocidad casi constante, se puede usar el recuento de la cantidad de cráteres por unidad de área para estimar la edad de la superficie. Las edades radiométricas de las rocas derretidas por impacto recolectadas durante las misiones Apollo se agrupan entre 3,8 y 4,1 mil millones de años: esto se ha utilizado para proponer un Bombardeo Pesado Tardío de impactos.
Cubierto sobre la corteza de la Luna se encuentra una capa altamente triturada (rota en partículas cada vez más pequeñas) y un impacto en la superficie de la capa llamada regolito, formado por procesos de impacto. El regolito más fino, el suelo lunar del vidrio de dióxido de silicio, tiene una textura que se asemeja a la nieve y un aroma parecido a la pólvora gastada. El regolito de las superficies más antiguas es generalmente más grueso que el de las superficies más jóvenes: varía en grosor de 10 a 20 km (6,2 a 12,4 km) en las tierras altas y de 3 a 5 km (1,9 a 3,1 millas) en el maria. Debajo de la capa de regolito finamente triturada está el megaregolito , una capa de lecho rocoso muy fracturado de muchos kilómetros de espesor.
La comparación de imágenes de alta resolución obtenidas por el Orbitador de Reconocimiento Lunar ha mostrado una tasa de producción de cráteres contemporánea significativamente más alta que la estimada previamente. Se cree que un proceso de cráter secundario causado por eyección distal agita los dos centímetros superiores del regolito cien veces más rápido que los modelos anteriores sugeridos, en un período de tiempo de 81,000 años.
Remolinos lunares
Los remolinos lunares son características enigmáticas que se encuentran en la superficie de la Luna. Se caracterizan por un alto albedo, aparecen ópticamente inmaduras (es decir, las características ópticas de un regolito relativamente joven), y tienen a menudo una forma sinuosa. Su forma a menudo se ve acentuada por las regiones de bajo albedo que serpentean entre los brillantes remolinos.
Presencia de agua
El agua líquida no puede persistir en la superficie lunar. Cuando se expone a la radiación solar, el agua se descompone rápidamente a través de un proceso conocido como fotodisociación y se pierde en el espacio. Sin embargo, desde los años 1960, los científicos han planteado la hipótesis de que el hielo de agua se puede depositar por el impacto de cometas o, posiblemente, producidos por la reacción de rocas lunares ricos en oxígeno, e hidrógeno a partir del viento solar, dejando trazas de agua que posiblemente podría persistir en frío, sombreado permanentemente cráteres en cualquier polo de la Luna. Las simulaciones por computadora sugieren que hasta 14,000 km (5,400 sq mi) de la superficie pueden estar en sombra permanente. La presencia de cantidades utilizables de agua en la Luna es un factor importante para convertir la ocupación lunar en un plan rentable; la alternativa de transportar agua desde la Tierra sería prohibitivamente costosa.
Desde hace años, se han encontrado firmas de agua en la superficie lunar. En 1994, el experimento del radar biestático ubicado en la nave espacial Clementine , indicó la existencia de pequeñas bolsas de agua congeladas cerca de la superficie. Sin embargo, las observaciones de radar posteriores de Arecibo sugieren que estos hallazgos pueden ser rocas expulsadas de cráteres de impacto jóvenes. En 1998, el espectrómetro de neutrones en la nave espacial Lunar Prospectordemostró que hay altas concentraciones de hidrógeno en el primer metro de profundidad en el regolito cerca de las regiones polares. Las cuentas de lava volcánica, traídas a la Tierra a bordo del Apollo 15, mostraron pequeñas cantidades de agua en su interior.
La nave espacial Chandrayaan-1 2008 confirmó la existencia de hielo de agua superficial, utilizando Moon Mineralogy Mapper a bordo. El espectrómetro observó líneas de absorción comunes al hidroxilo, en la luz solar reflejada, proporcionando evidencia de grandes cantidades de hielo de agua, en la superficie lunar. La nave espacial demostró que las concentraciones pueden ser tan altas como 1,000 ppm. En 2009, LCROSS envió un impactador de 2.300 kg (5.100 lb) a un cráter polar permanentemente sombreado y detectó al menos 100 kg (220 lb) de agua en una columna de material expulsado. Otro examen de los datos de LCROSS mostró que la cantidad de agua detectada estaba más cerca de 155 ± 12 kg (342 ± 26 lb).
En mayo de 2011, se informó de 615-1410 ppm de agua en inclusiones fundidas en la muestra lunar 74220, el famoso "suelo de vidrio anaranjado" de alto titanio de origen volcánico recogido durante el Apollo 17mission en 1972. Las inclusiones se formaron durante erupciones explosivas en la Luna hace aproximadamente 3.7 billones de años. Esta concentración es comparable con la del magma en el manto superior de la Tierra. Aunque es de considerable interés selenológico, este anuncio ofrece poco consuelo a los aspirantes a colonos lunares: la muestra se originó a muchos kilómetros debajo de la superficie, y las inclusiones son tan difíciles de acceder que llevó 39 años encontrarlas con un estado-de-la- instrumento de microsonda de ion de iones.
Campo gravitacional
El campo gravitacional de la Luna se ha medido mediante el seguimiento del desplazamiento Doppler de las señales de radio emitidas por la nave espacial en órbita. Las principales características de la gravedad lunar son mascons, grandes anomalías gravitacionales positivas asociadas con algunas de las cuencas de impacto gigante, en parte causadas por los flujos de lava basáltica de la yegua densa que llenan esas cuencas. Las anomalías influyen mucho en la órbita de la nave espacial sobre la Luna. Hay algunos acertijos: los flujos de lava por sí mismos no pueden explicar la totalidad de la firma gravitatoria, y existen algunos mascons que no están relacionados con el volcanismo de yeguas.
Campo magnético
La Luna tiene un campo magnético externo de aproximadamente 1-100 nanoteslas, menos de una centésima del de la Tierra. La Luna no tiene actualmente un campo magnético dipolar global y solo tiene magnetización de la corteza, probablemente adquirida al principio de su historia cuando todavía estaba funcionando una dinamo. Alternativamente, parte de la magnetización remanente puede ser de campos magnéticos transitorios generados durante impactos grandes a través de la expansión de una nube de plasma generada por impacto en un campo magnético ambiental. Esto está respaldado por la ubicación aparente de las magnetizaciones corticales más grandes cerca de las antípodas de las cuencas de impacto gigantes.
Atmósfera
La Luna tiene una atmósfera tan tenue que casi es al vacío, con una masa total de menos de 10 toneladas métricas (9.8 toneladas largas, 11 toneladas cortas). La presión superficial de esta pequeña masa es de alrededor de 3 × 10 atm (0.3 nPa); varía con el día lunar. Sus fuentes incluyen desgasificación y bombardeo iónico, un producto del bombardeo del suelo lunar por iones de viento solar. Los elementos que se han detectado incluyen sodio y potasio, producidos por pulverización (también se encuentran en las atmósferas de Mercurio e Io); helio-4 y neón del viento solar; y argón-40, radón-222 y polonio-210, desgasificados después de su creación por desintegración radiactiva dentro de la corteza y el manto. La ausencia de tales especies neutras (átomos o moléculas) como oxígeno, nitrógeno, carbono, hidrógeno y magnesio, que están presentes en el regolito, no se comprende. El vapor de agua ha sido detectado por Chandrayaan-1 y se encontró que varía con la latitud, con un máximo de ~ 60-70 grados; posiblemente se genere a partir de la sublimación del hielo de agua en el regolito. Estos gases retornan al regolito debido a la gravedad de la Luna o se pierden en el espacio, ya sea a través de la presión de la radiación solar o, si están ionizados, son arrastrados por el campo magnético del viento solar.
Polvo
Una nube de polvo de luna asimétrica permanente existe alrededor de la Luna, creada por pequeñas partículas de cometas. Se estima que 5 toneladas de partículas de cometa golpean la superficie de la Luna cada 24 horas. Las partículas golpean la superficie de la Luna expulsando polvo lunar sobre la Luna. El polvo permanece por encima de la Luna aproximadamente 10 minutos, tardando 5 minutos en levantarse y 5 minutos en caer. En promedio, 120 kilogramos de polvo están presentes sobre la Luna, elevándose a 100 kilómetros sobre la superficie. Las mediciones de polvo fueron realizadas por LIFEE's Lunar Dust EXperiment (LDEX), entre 20 y 100 kilómetros sobre la superficie, durante un período de seis meses. LDEX detectó un promedio de una partícula de polvo lunar de 0.3 micras por minuto. Los conteos de partículas de polvo alcanzaron su punto máximo durante las lluvias de meteoros Gemínidas, Cuadrántidas, Tauridas del Norte y Omicron Centaúidas, cuando la Tierra y la Luna pasar a través de los restos del cometa. La nube es asimétrica, más densa cerca del límite entre el lado diurno y el lado nocturno de la Luna.
Más allá de la atmósfera más espesa
En octubre de 2017, científicos de la NASA en el Marshall Space Flight Center y el Lunar and Planetary Institute en Houston anunciaron su hallazgo, basado en estudios de muestras de magma lunar recuperadas por las misiones Apollo, que la Luna una vez había poseído una atmósfera relativamente gruesa durante un período de 70 millones de años entre hace 3 y 4 mil millones de años. Esta atmósfera, proveniente de los gases expulsados de las erupciones volcánicas lunares, tenía el doble del espesor del Marte actual. La antigua atmósfera lunar fue finalmente eliminada por los vientos solares y se disipó en el espacio.
Estaciones
La inclinación axial de la Luna con respecto a la eclíptica es solo de 1.5424 °, mucho menos que los 23.44 ° de la Tierra. Debido a esto, la iluminación solar de la Luna varía mucho menos con la temporada, y los detalles topográficos juegan un papel crucial en los efectos estacionales. De las imágenes tomadas por Clementine en 1994, parece que cuatro regiones montañosas en el borde del Cráter Peary en el polo norte de la Luna pueden permanecer iluminadas durante todo el día lunar, creando picos de luz eterna. No existen tales regiones en el polo sur. Del mismo modo, hay lugares que permanecen en la sombra permanente en el fondo de muchos cráteres polares, y estos "cráteres de oscuridad eterna" son extremadamente fríos: Orbitador de Reconocimiento Lunar midió las temperaturas más bajas de verano en cráteres en el polo sur a 35 K (-238 ° C; -397 ° F) y solo 26 K (-247 ° C; -413 ° F) cerca del solsticio de invierno en el cráter Hermite polar norte . Esta es la temperatura más fría del Sistema Solar jamás medida por una nave espacial, más fría incluso que la superficie de Plutón. Se informan las temperaturas promedio de la superficie de la Luna, pero las temperaturas de las diferentes áreas variarán mucho dependiendo de si están a la luz del sol o a la sombra.
Relación con la tierra
Orbita
La Luna forma una órbita completa alrededor de la Tierra con respecto a las estrellas fijas aproximadamente una vez cada 27.3 días (su período sidéreo). Sin embargo, debido a que la Tierra se mueve en su órbita alrededor del Sol al mismo tiempo, la Luna tarda un poco más en mostrar la misma fase a la Tierra, que es de aproximadamente 29.5 días (su período sinódico). A diferencia de la mayoría de los satélites de otros planetas, la Luna orbita más cerca del plano de la eclíptica que del plano ecuatorial del planeta. La órbita de la Luna está sutilmente perturbada por el Sol y la Tierra de muchas maneras pequeñas, complejas e interactivas. Por ejemplo, el plano de la órbita de la Luna gira gradualmente una vez cada 18.61 años, lo que afecta a otros aspectos del movimiento lunar. Estos efectos de seguimiento están matemáticamente descritos por las leyes de Cassini.
Tamano relativo
La Luna es excepcionalmente grande en relación con la Tierra: su diámetro es un cuarto y su masa es 1/81 de la Tierra. Es la luna más grande del Sistema Solar en relación con el tamaño de su planeta, aunque Charon es más grande en relación con el planeta enano Plutón, en la masa de Plutón 1/9. El baricentro de la Tierra y la Luna, su centro de masa común, se encuentra a 1.700 km (1.100 millas) (alrededor de un cuarto del radio de la Tierra) debajo de la superficie de la Tierra.
La Tierra gira alrededor del baricentro Tierra-Luna una vez en un mes sidéreo, con 1/81 de la velocidad de la Luna, o aproximadamente 12.5 metros (41 pies) por segundo. Este movimiento se superpone a la revolución mucho más grande de la Tierra alrededor del Sol a una velocidad de aproximadamente 30 kilómetros (19 millas) por segundo.
Aspecto de la Tierra
La Luna está en rotación síncrona mientras orbita la Tierra; gira alrededor de su eje aproximadamente al mismo tiempo que tarda en orbitar la Tierra. Esto hace que siempre mantenga casi la misma cara vuelta hacia la Tierra. Sin embargo, debido al efecto de la libración, aproximadamente el 59% de la superficie de la Luna se puede ver desde la Tierra. El lado de la Luna que mira hacia la Tierra se llama el lado cercano, y el opuesto el lado opuesto. El lado lejano a menudo se denomina incorrectamente el "lado oscuro", pero de hecho está iluminado tan a menudo como el lado cercano: una vez cada 29.5 días terrestres. Durante la luna nueva, el lado más cercano está oscuro.
La Luna una vez había girado a un ritmo más rápido, pero al principio de su historia, su rotación se ralentizó y se convirtió en bloqueo de marea en esta orientación como resultado de los efectos de fricción asociados con las deformaciones de las mareas causadas por la Tierra. Con el tiempo, la energía de rotación de la Luna sobre su eje se disipó como calor, hasta que no hubo rotación de la Luna con respecto a la Tierra. En 2016, los científicos planetarios, utilizando los datos recogidos en la misión Lunar Prospector de la NASA, encontraron dos áreas ricas en hidrógeno en lados opuestos de la Luna, probablemente en forma de hielo de agua. Se especula que estos parches fueron los polos de la Luna hace miles de millones de años, antes de que se cerrara mareada a la Tierra.
La Luna tiene un albedo excepcionalmente bajo, lo que le da una reflectancia ligeramente más brillante que la del asfalto gastado. A pesar de esto, es el objeto más brillante en el cielo después del Sol. Esto se debe en parte a la mejora del brillo del aumento de la oposición; la Luna en la cuarta fase es solo una décima parte brillante, en lugar de la mitad de brillante, como en la luna llena. Además, la constancia del color en el sistema visual recalibra las relaciones entre los colores de un objeto y su entorno, y debido a que el cielo circundante es comparativamente oscuro, la Luna iluminada por el sol se percibe como un objeto brillante. Los bordes de la luna llena parecen tan brillantes como el centro, sin oscurecimiento de las extremidades, debido a las propiedades reflectantes del suelo lunar, que retrorrefleja la luz más hacia el Sol que en otras direcciones. La Luna parece más grande cuando está cerca del horizonte, pero este es un efecto puramente psicológico, conocido como la ilusión lunar, descrita por primera vez en el siglo VII a. El diámetro angular de la Luna llena es de aproximadamente 0,52 ° (en promedio) en el cielo, más o menos del mismo tamaño aparente que el Sol (ver § Eclipses).
La altitud más alta de la Luna en la culminación varía según su fase y la época del año. La luna llena es más alta en el cielo durante el invierno (para cada hemisferio). El ciclo nodal de 18.61 años tiene una influencia en el estancamiento lunar. Cuando el nodo ascendente de la órbita lunar está en el equinoccio vernal, la declinación lunar puede alcanzar hasta más o menos 28 ° cada mes. Esto significa que la Luna puede pasar por encima si se ve desde latitudes de hasta 28 ° norte o sur (del Ecuador), en lugar de solo 18 °. La orientación de la luna creciente también depende de la latitud de la ubicación de visualización; un observador en los trópicos puede ver una luna creciente en forma de sonrisa. La Luna es visible durante dos semanas cada 27,3 días en los polos norte y sur. Zooplancton en el Ártico utiliza la luz de la luna cuando el Sol está debajo del horizonte durante meses.
Cuando la reducción real es 1.00 / 1.30, o alrededor de 0.770, la reducción percibida es de aproximadamente 0.877 o 1.00 / 1.14. Esto proporciona un aumento máximo percibido del 14% entre las lunas de apogeo y perigeo de la misma fase.
Ha habido una controversia histórica sobre si las características de la superficie de la Luna cambian con el tiempo. Hoy en día, se cree que muchas de estas afirmaciones son ilusorias, como resultado de la observación bajo diferentes condiciones de iluminación, poca observación astronómica o dibujos inadecuados. Sin embargo, ocasionalmente se produce desgasificación y podría ser responsable de un porcentaje menor de los fenómenos transitorios lunares informados. Recientemente, se ha sugerido que una región de aproximadamente 3 km (1.9 mi) de diámetro de la superficie lunar se modificó por un evento de liberación de gas hace aproximadamente un millón de años.
La apariencia de la Luna, como la del Sol, puede verse afectada por la atmósfera de la Tierra. Los efectos ópticos comunes son el anillo halo de 22 °, que se forma cuando la luz de la Luna se refracta a través de los cristales de hielo de las nubes cirrostratos altas y los anillos coronales más pequeños cuando se ve la Luna a través de nubes delgadas.
Efectos de marea
La atracción gravitacional que las masas tienen entre sí disminuye inversamente con el cuadrado de la distancia de esas masas entre sí. Como resultado, la atracción ligeramente mayor que tiene la Luna para el lado de la Tierra más cercano a la Luna, en comparación con la parte de la Tierra opuesta a la Luna, da como resultado fuerzas de marea. Las fuerzas de marea afectan tanto a la corteza terrestre como a los océanos.
El efecto más obvio de las fuerzas de marea es causar dos bultos en los océanos de la Tierra, uno en el lado que mira a la Luna y el otro en el lado opuesto. Esto resulta en niveles elevados del mar llamados mareas oceánicas. A medida que la Tierra gira sobre su eje, una de las protuberancias oceánicas (marea alta) se mantiene en su lugar "por debajo" de la Luna, mientras que otra de esas mareas es opuesta. Como resultado, hay dos mareas altas y dos mareas bajas en aproximadamente 24 horas. Dado que la Luna está orbitando alrededor de la Tierra en la misma dirección de la rotación de la Tierra, las mareas altas ocurren cada 12 horas y 25 minutos; los 25 minutos se deben al tiempo de la Luna para orbitar la Tierra. El Sol tiene el mismo efecto de marea en la Tierra, pero sus fuerzas de atracción son solo el 40% de las de la Luna; la interacción del Sol y la Luna es responsable de las mareas de primavera y verano. Si la Tierra fuera un mundo de agua (uno sin continentes) produciría una marea de solo un metro, y esa marea sería muy predecible, pero las mareas oceánicas se modifican enormemente por otros efectos: el acoplamiento por fricción del agua con la rotación de la Tierra a través de los fondos marinos, la inercia del movimiento del agua, las cuencas oceánicas que crecen menos cerca de la tierra, el chapoteo del agua entre las diferentes cuencas oceánicas. Como resultado, el momento de las mareas en la mayoría de los puntos de la Tierra es producto de observaciones que, de paso, se explican mediante la teoría. s movimiento, cuencas oceánicas que crecen menos cerca de la tierra, el chapoteo del agua entre las diferentes cuencas oceánicas. Como resultado, el momento de las mareas en la mayoría de los puntos de la Tierra es producto de observaciones que, de paso, se explican mediante la teoría. s movimiento, cuencas oceánicas que crecen menos cerca de la tierra, el chapoteo del agua entre las diferentes cuencas oceánicas. Como resultado, el momento de las mareas en la mayoría de los puntos de la Tierra es producto de observaciones que, de paso, se explican mediante la teoría.
Mientras que la gravedad causa la aceleración y el movimiento de los océanos de la Tierra, el acoplamiento gravitatorio entre la Luna y el cuerpo sólido de la Tierra es en su mayoría elástico y plástico. El resultado es un efecto de marea adicional de la Luna sobre la Tierra que causa un abultamiento de la porción sólida de la Tierra más cercana a la Luna que actúa como un par en oposición a la rotación de la Tierra. Esto "drena" el momento angular y la energía cinética de rotación del giro de la Tierra, ralentizando la rotación de la Tierra. Ese momento angular, perdido de la Tierra, se transfiere a la Luna en un proceso (conocido como aceleración de marea), que eleva a la Luna a una órbita más alta y resulta en su velocidad orbital más baja alrededor de la Tierra. Por lo tanto, la distancia entre la Tierra y la Luna está aumentando, y el giro de la Tierra se está desacelerando en reacción. Las mediciones de los reflectores láser que se dejaron durante las misiones Apollo (experimentos de alcance lunar) han descubierto que la distancia de la Luna aumenta en 38 mm (1,5 pulgadas) por año (aproximadamente la velocidad a la que crecen las uñas humanas). Los relojes atómicos también muestran que el día de la Tierra se alarga en aproximadamente 15 microsegundos cada año, aumentando lentamente la velocidad a la que se ajusta el UTC en segundos intercalares. Si se deja que siga su curso, este arrastre de la marea continuará hasta que el giro de la Tierra y el período orbital de la Luna coincidan, creando un bloqueo de marea mutuo entre los dos. Como resultado, la Luna se suspenderá en el cielo sobre un meridiano, como ya es el caso de Plutón y su luna Caronte. Sin embargo, el Sol se convertirá en un gigante rojo que envuelve al sistema Tierra-Luna mucho antes de que ocurra.
De manera similar, la superficie lunar experimenta mareas de alrededor de 10 cm (4 pulgadas) de amplitud durante 27 días, con dos componentes: uno fijo debido a la Tierra, porque están en rotación síncrona y un componente variable del Sol. El componente inducido por la Tierra surge de la libración, como resultado de la excentricidad orbital de la Luna (si la órbita de la Luna fuera perfectamente circular, solo habría mareas solares). La Libración también cambia el ángulo desde el cual se ve la Luna, lo que permite ver un total de aproximadamente el 59% de su superficie desde la Tierra a lo largo del tiempo. Los efectos acumulativos del estrés acumulado por estas fuerzas de marea producen terremotos lunares. Los terremotos lunares son mucho menos comunes y más débiles que los terremotos, aunque los terremotos lunares pueden durar hasta una hora, significativamente más tiempo que los terremotos terrestres, debido a la falta de agua para amortiguar las vibraciones sísmicas. La existencia de los terremotos lunares fue un descubrimiento inesperado de los sismómetros colocados en la Luna por los astronautas del Apolo desde 1969 hasta 1972.
Eclipses
Los eclipses solo ocurren cuando el Sol, la Tierra y la Luna están todos en línea recta (denominada "syzygy"). Los eclipses solares ocurren en luna nueva, cuando la Luna se encuentra entre el Sol y la Tierra. En contraste, los eclipses lunares ocurren en luna llena, cuando la Tierra se encuentra entre el Sol y la Luna. El tamaño aparente de la Luna es más o menos el mismo que el del Sol, y ambos se ven casi a medio grado de ancho. El Sol es mucho más grande que la Luna, pero es la distancia mucho mayor la que le da el mismo tamaño aparente que la Luna mucho más cercana y mucho más pequeña desde la perspectiva de la Tierra. Las variaciones en el tamaño aparente, debido a las órbitas no circulares, son casi las mismas, aunque ocurren en ciclos diferentes. Esto hace posible tanto el total (con la Luna apareciendo más grande que el Sol) como el anular (con la Luna apareciendo más pequeña que el Sol) eclipsa el sol. En un eclipse total, la Luna cubre completamente el disco del Sol y la corona solar se vuelve visible a simple vista. Debido a que la distancia entre la Luna y la Tierra aumenta muy lentamente con el tiempo, el diámetro angular de la Luna está disminuyendo. Además, a medida que evoluciona para convertirse en un gigante rojo, el tamaño del Sol y su diámetro aparente en el cielo aumentan lentamente. La combinación de estos dos cambios significa que hace cientos de millones de años, la Luna siempre cubriría por completo al Sol en eclipses solares, y no fueron posibles eclipses anulares. Asimismo, cientos de millones de años en el futuro, la Luna ya no cubrirá por completo el Sol,
Debido a que la órbita de la Luna alrededor de la Tierra está inclinada aproximadamente 5.145 ° (5 ° 9 ') a la órbita de la Tierra alrededor del Sol, los eclipses no ocurren en cada luna llena y nueva. Para que ocurra un eclipse, la Luna debe estar cerca de la intersección de los dos planos orbitales. La periodicidad y recurrencia de los eclipses del Sol por la Luna y de la Luna por la Tierra es descrita por el saros, que tiene un período de aproximadamente 18 años.
Debido a que la Luna bloquea continuamente nuestra vista de un área circular del cielo de medio grado, el fenómeno relacionado de ocultación ocurre cuando una estrella o planeta brillante pasa detrás de la Luna y se oculta: oculto a la vista. De esta manera, un eclipse solar es una ocultación del sol. Debido a que la Luna está comparativamente cerca de la Tierra, las ocultaciones de estrellas individuales no son visibles en todas partes del planeta, ni al mismo tiempo. Debido a la precesión de la órbita lunar, cada año se ocultan diferentes estrellas.
Observación y exploración
Estudios antiguos y medievales
La comprensión de los ciclos de la Luna fue un desarrollo temprano de la astronomía: en el siglo V a. C. , los astrónomos babilónicos habían registrado el ciclo de eclipses lunares de Saros de 18 años, y los astrónomos indios habían descrito la elongación mensual de la Luna. El astrónomo chino Shi Shen (siglo IV antes de Cristo) dio instrucciones para predecir eclipses solares y lunares. Más tarde, la forma física de la Luna y la causa de la luz de la luna se entendieron. El filósofo griego antiguo Anaxágoras (muerto en 428 a. De C.) razonó que el Sol y la Luna eran ambas rocas esféricas gigantes, y que esta última reflejaba la luz de la primera. Aunque los chinos de la dinastía Han creían que la Luna era energía equivalente a qi, su teoría de "influencia radiante" también reconoció que la luz de la Luna era simplemente un reflejo del Sol, y Jing Fang (78-37 aC) notó la esfericidad de la Luna. En el siglo II dC, Lucian escribió la novela Una verdadera historia , en la que los héroes viajan a la Luna y conocen a sus habitantes. En 499 DC, el astrónomo indio Aryabhata mencionó en su Aryabhatiya que la luz solar reflejada es la causa del brillo de la Luna. El astrónomo y físico Alhazen (965-1039) descubrió que la luz del sol no se reflejaba en la Luna como un espejo, sino que esa luz se emitía desde todas las partes de la superficie iluminada por la luz de la Luna en todas las direcciones. Shen Kuo (1031-1095) de la dinastía Song creó una alegoría que equiparaba la creciente y menguante Luna con una bola redonda de plata reflectante que, cuando se rociaba con polvo blanco y se veía desde un lado, parecía ser una media luna.
En la descripción del universo de Aristóteles (384-322 aC), la Luna marcó el límite entre las esferas de los elementos mutables (tierra, agua, aire y fuego) y las imperecederas estrellas del éter, una filosofía influyente que dominaría durante siglos. . Sin embargo, en el siglo II aC, Seleucus de Seleucia correctamente teorizó que las mareas se debían a la atracción de la Luna, y que su altura depende de la posición de la Luna en relación con el Sol. En el mismo siglo, Aristarchus calculó el tamaño y la distancia de la Luna desde la Tierra, obteniendo un valor de aproximadamente veinte veces el radio de la Tierra para la distancia. Estas figuras fueron mejoradas en gran medida por Ptolomeo (90-168 dC): sus valores de una distancia media de 59 veces el radio de la Tierra y un diámetro de 0.292 diámetros de la Tierra fueron cercanos a los valores correctos de aproximadamente 60 y 0.273 respectivamente. Arquímedes (287-212 aC) diseñó un planetario que podría calcular los movimientos de la Luna y otros objetos en el Sistema Solar.
Durante la Edad Media, antes de la invención del telescopio, la Luna era cada vez más reconocida como una esfera, aunque muchos creían que era "perfectamente lisa".
En 1609, Galileo Galilei dibujó uno de los primeros dibujos telescópicos de la Luna en su libro Sidereus Nuncius y notó que no era liso sino que tenía montañas y cráteres. Mapeo telescópico de la Luna siguió: más tarde en el siglo XVII, los esfuerzos de Giovanni Battista Riccioli y Francesco Maria Grimaldi condujeron al sistema de nombres de características lunares en uso hoy en día. El más exacto 1834-36 Mappa Selenographica de Wilhelm Beer y Johann Heinrich Mädler, y su libro asociado de 1837 Der Mond, el primer estudio trigonométricamente preciso de las características lunares, incluyó las alturas de más de mil montañas e introdujo el estudio de la Luna con las precisiones posibles en la geografía terrestre. Se pensó que los cráteres lunares, notados primero por Galileo, eran volcánicos hasta la propuesta de 1870 de Richard Proctor de que se formaron por colisiones. Este punto de vista obtuvo apoyo en 1892 a partir de la experimentación del geólogo Grove Karl Gilbert, y de estudios comparativos de 1920 a 1940, que condujeron al desarrollo de la estratigrafía lunar, que en la década de 1950 se estaba convirtiendo en una nueva y creciente rama de la astrogeología.
Por nave espacial
siglo 20
Misiones soviét
La carrera espacial inspirada en la Guerra Fría entre la Unión Soviética y los EE. UU. Llevó a una aceleración del interés en la exploración de la Luna. Una vez que los lanzadores tenían las capacidades necesarias, estas naciones enviaban sondas no tripuladas en misiones de sobrevuelo e impacto / lander. Las naves espaciales del programa Luna de la Unión Soviética fueron las primeras en lograr una serie de objetivos: después de tres misiones fallidas y sin nombre en 1958, el primer objeto hecho por humanos para escapar de la gravedad de la Tierra y pasar cerca de la Luna fue Luna 1 ; el primer objeto hecho por humanos para impactar la superficie lunar fue Luna 2 , y las primeras fotografías del lado oculto normalmente ocluido de la Luna fueron hechas por Luna 3 , todas en 1959.
La primera nave espacial para realizar un exitoso aterrizaje suave lunar era Luna 9 y el primer vehículo no tripulado a la órbita de la luna era Luna 10 , tanto en 1966. Rock and muestras de suelo fueron llevados de vuelta a la Tierra por tres Luna misiones de retorno de muestra ( Luna 16 en 1970 , Luna 20 en 1972 y Luna 24 en 1976), que devolvieron 0,3 kg en total. Dos rovers robóticos pioneros aterrizaron en la Luna en 1970 y 1973 como parte del programa soviético Lunokhod.
Luna 24 fue la última misión soviética / rusa a la Luna.
Misiones de los Estados Unidos
Durante la década de 1950 en el apogeo de la Guerra Fría, el ejército de los Estados Unidos realizó un estudio de factibilidad clasificado que propuso la construcción de un puesto militar tripulado en la Luna llamado Project Horizon con el potencial de llevar a cabo una amplia gama de misiones desde la investigación científica hasta bombardeo nuclear de la Tierra. El estudio incluyó la posibilidad de realizar una prueba nuclear basada en la Luna. La Fuerza Aérea, que en ese momento competía con el Ejército por un papel principal en el programa espacial, desarrolló su propio plan similar llamado Lunex. Sin embargo, ambas propuestas finalmente se pasaron por alto ya que el programa espacial se transfirió en gran parte del ejército a la agencia civil NASA.
Tras el compromiso del presidente John F. Kennedy en 1961 con un alunizaje tripulado antes del final de la década, Estados Unidos, bajo el mando de la NASA, lanzó una serie de sondas no tripuladas para desarrollar la comprensión de la superficie lunar en preparación para misiones tripuladas: el Jet El programa Ranger del Laboratorio de Propulsión produjo las primeras imágenes de primer plano; el programa Lunar Orbiter produjo mapas de toda la Luna; el programa Surveyor aterrizó su primera nave espacial cuatro meses después de Luna 9. El programa Apollo tripulado se desarrolló en paralelo; después de una serie de pruebas no tripuladas y tripuladas de la nave espacial Apollo en la órbita de la Tierra, y espoleado por un posible vuelo lunar soviético, en 1968 el Apolo 8 realizó la primera misión tripulada a la órbita lunar. El posterior aterrizaje de los primeros humanos en la Luna en 1969 es visto por muchos como la culminación de la carrera espacial.
Neil Armstrong se convirtió en la primera persona en caminar sobre la Luna como comandante de la misión estadounidense Apolo 11 al poner un pie en la Luna a las 02:56 UTC del 21 de julio de 1969. Se estima que 500 millones de personas vieron la transmisión por Apollo TV cámara, la audiencia de televisión más grande para una transmisión en vivo en ese momento. Las misiones Apolo 11 a 17 (excepto el Apolo 13, que abortó su planeado aterrizaje lunar) devolvieron 380.05 kilogramos (837.87 lb) de roca lunar y suelo en 2.196 muestras separadas. El aterrizaje y el retorno de la Luna estadounidense fue posible gracias a considerables avances tecnológicos a principios de la década de 1960, en dominios como la química de ablación, la ingeniería de software y la tecnología de reentrada atmosférica, y por una administración altamente competente del enorme emprendimiento técnico.
Paquetes de instrumentos científicos se instalaron en la superficie lunar durante todos los aterrizajes de Apolo. Se instalaron estaciones de instrumentos de larga vida, incluidas sondas de flujo de calor, sismómetros y magnetómetros, en los sitios de aterrizaje del Apollo 12, 14, 15, 16 y 17. La transmisión directa de datos a la Tierra concluyó a fines de 1977 debido a consideraciones presupuestarias, pero como las matrices retroreflectoras de cubo de esquina con láser lunar de las estaciones son instrumentos pasivos, todavía se están utilizando. El recorrido de las estaciones se realiza rutinariamente desde estaciones basadas en la Tierra con una precisión de unos pocos centímetros, y los datos de este experimento se utilizan para imponer restricciones al tamaño del núcleo lunar.
1980s-2000
Después de la primera carrera lunar hubo años de casi quietud, pero a partir de la década de 1990, muchos más países se han involucrado en la exploración directa de la Luna. En 1990, Japón se convirtió en el tercer país en colocar una nave espacial en la órbita lunar con su nave espacial Hiten . La nave espacial lanzó una sonda más pequeña, Hagoromo , en órbita lunar, pero el transmisor falló, impidiendo un mayor uso científico de la misión. En 1994, EE. UU. Envió la nave espacial conjunta Clementine del Departamento de Defensa / NASA a la órbita lunar. Esta misión obtuvo el primer mapa topográfico casi global de la Luna y las primeras imágenes multiespectrales globales de la superficie lunar. Esto fue seguido en 1998 por el Lunar Prospector misión, cuyos instrumentos indicaron la presencia de exceso de hidrógeno en los polos lunares, que es probable que haya sido causado por la presencia de hielo de agua en los pocos metros superiores del regolito dentro de cráteres permanentemente sombreados.
India, Japón, China, los Estados Unidos y la Agencia Espacial Europea enviaron orbitas lunares, y especialmente el Chandrayaan-1 de ISRO ha contribuido a confirmar el descubrimiento del hielo lunar en cráteres permanentemente sombreados en los polos y unidos al regolito lunar. La era post-Apolo también ha visto dos misiones móviles: la misión soviética Lunokhod final en 1973, y la misión actual Chang'e 3 de China, que desplegó su rover Yutu el 14 de diciembre de 2013. La Luna permanece, en virtud del Tratado del Espacio Exterior, libre a todas las naciones para explorar con fines pacíficos.
Siglo 21
La nave espacial europea SMART-1 , la segunda nave espacial impulsada por iones, se encontraba en órbita lunar desde el 15 de noviembre de 2004 hasta su impacto lunar el 3 de septiembre de 2006, y realizó el primer reconocimiento detallado de los elementos químicos en la superficie lunar.
El ambicioso Programa de Exploración Lunar Chino comenzó con Chang'e 1 , que orbitó con éxito la Luna desde el 5 de noviembre de 2007 hasta su impacto lunar controlado el 1 de marzo de 2009. Obtuvo un mapa de imagen completo de la Luna. Chang'e 2 , que comenzó en octubre de 2010, alcanzó la Luna más rápidamente, mapeó la Luna a una resolución más alta durante un período de ocho meses, luego dejó la órbita lunar para una estancia prolongada en el punto lagrangiano Tierra-Sol L2, antes de realizar finalmente un sobrevuelo del asteroide 4179 Toutatis el 13 de diciembre de 2012, y luego dirigirse hacia el espacio profundo. El 14 de diciembre de 2013, Chang'e 3 aterrizó un módulo de aterrizaje lunar en la superficie de la Luna, que a su vez desplegó un vehículo lunar, llamado Yutu. (Chino: 玉兔, literalmente "Jade Rabbit"). Este fue el primer aterrizaje suave lunar desde Luna 24 en 1976, y la primera misión de rover lunar desde Lunokhod 2 en 1973. China tiene la intención de lanzar otra misión rover ( Chang'e 4 ) antes de 2020, seguida de una misión de retorno de muestra ( Chang ' e 5 ) poco después.
Entre el 4 de octubre de 2007 y el 10 de junio de 2009, la misión Kaguya (Selene) de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón , un orbitador lunar equipado con una cámara de video de alta definición y dos pequeños satélites transmisores de radio, obtuvo datos de geofísica lunar y tomó la primera definición de películas más allá de la órbita de la Tierra. La primera misión lunar de la India, Chandrayaan I , orbitó desde el 8 de noviembre de 2008 hasta la pérdida de contacto el 27 de agosto de 2009, creando un mapa químico, mineralógico y fotogeológico de alta resolución de la superficie lunar y confirmando la presencia de moléculas de agua en el suelo lunar. La Organización de Investigación Espacial de la India planeó lanzar Chandrayaan II en 2013, que habría incluido un robot lunar robótico ruso. Sin embargo, el fracaso de Rusia La misión Fobos-Grunt ha retrasado este proyecto.
Los Estados Unidos lanzaron conjuntamente el orbitador de reconocimiento lunar ( Lunar Reconnaissance Orbiter, LRO) y el impactador LCROSS y el orbitador de observación de seguimiento el 18 de junio de 2009; LCROSS completó su misión realizando un impacto planeado y ampliamente observado en el cráter Cabeus el 9 de octubre de 2009, mientras que LRO está actualmente en funcionamiento, obteniendo altimetría lunar precisa e imágenes de alta resolución. En noviembre de 2011, el LRO pasó sobre el gran y brillante cráter Aristarchus. La NASA publicó fotos del cráter el 25 de diciembre de 2011.
Dos naves espaciales de la NASA GRAIL comenzaron a orbitar la Luna alrededor del 1 de enero de 2012, en una misión para aprender más sobre la estructura interna de la Luna. La sonda LADEE de la NASA , diseñada para estudiar la exosfera lunar, logró su órbita el 6 de octubre de 2013.
Las próximas misiones lunares incluyen Luna-Glob de Rusia : un módulo de aterrizaje no tripulado con un conjunto de sismómetros y un orbitador basado en su misión fallida de Fobos-Grunt en Marte . La exploración lunar de financiación privada ha sido promovida por el Google Lunar X Prize, anunciado el 13 de septiembre de 2007, que ofrece US $ 20 millones a cualquier persona que pueda aterrizar un rover robótico en la Luna y cumpla con otros criterios especificados. Shackleton Energy Company está construyendo un programa para establecer operaciones en el polo sur de la Luna para cosechar agua y abastecer sus depósitos de propulsor.
La NASA comenzó a planear reanudar las misiones tripuladas tras el llamado del presidente estadounidense George W. Bush el 14 de enero de 2004 para una misión tripulada a la Luna en 2019 y la construcción de una base lunar para 2024. El programa Constellation fue financiado y construcción y prueba comenzado en una nave espacial tripulada y un vehículo de lanzamiento, y estudios de diseño para una base lunar. Sin embargo, ese programa ha sido cancelado a favor de un aterrizaje de asteroides tripulados para 2025 y una órbita tripulada de Marte para el año 2035. India también ha expresado su esperanza de enviar una misión tripulada a la Luna para 2020.
El 28 de febrero de 2018, SpaceX, Vodafone, Nokia y Audi anunciaron una colaboración para instalar una red de comunicación inalámbrica 4G en la Luna, con el objetivo de transmitir secuencias en vivo en la superficie a la Tierra.
Misiones comerciales planificadas
En 2007, la Fundación X Prize junto con Google lanzó el Premio Google Lunar X para alentar los esfuerzos comerciales a la Luna. Se otorgará un premio de $ 20 millones a la primera empresa privada que llegue a la Luna con un módulo de aterrizaje robótico a fines de marzo de 2018, con premios adicionales por valor de $ 10 millones para otros hitos. A partir de agosto de 2016, 16 equipos participan en la competencia. En enero de 2018, la fundación anunció que el premio no se reclamaría ya que ninguno de los equipos finalistas podría realizar un intento de lanzamiento antes de la fecha límite.
En agosto de 2016, el gobierno de los EE. UU. Otorgó permiso para que Moon Express, con base en Estados Unidos, aterrizara en la Luna. Esto marcó la primera vez que una empresa privada tenía derecho a hacerlo. La decisión se considera un precedente que ayuda a definir estándares regulatorios para la actividad comercial en el espacio profundo en el futuro, ya que hasta ahora la operación de las compañías se había restringido a estar en o alrededor de la Tierra.
Astronomía de la luna
Durante muchos años, la Luna ha sido reconocida como un excelente sitio para telescopios. Está relativamente cerca; la observación astronómica no es una preocupación; ciertos cráteres cerca de los polos son permanentemente oscuros y fríos, y por lo tanto especialmente útiles para los telescopios infrarrojos; y los radiotelescopios del otro lado estarían protegidos de la charla de radio de la Tierra. El suelo lunar, aunque plantea un problema para cualquier parte móvil de los telescopios, puede mezclarse con nanotubos de carbono y epóxicos y utilizarse en la construcción de espejos de hasta 50 metros de diámetro. Un telescopio cenital lunar se puede fabricar a bajo precio con un líquido iónico.
En abril de 1972, la misión Apolo 16 grabó varias fotos astronómicas y espectros en ultravioleta con la Cámara / Espectrógrafo Ultravioleta Lejano.
Estatus legal
Aunque Luna los landers dispersaron banderines de la Unión Soviética en la Luna, y los astronautas del Apolo plantaron simbólicamente banderas de los EE. UU. en sus sitios de aterrizaje, ninguna nación reclama la propiedad de ninguna parte de la superficie de la Luna. Rusia y los EE. UU. Son parte del Tratado del Espacio Exterior de 1967, que define la Luna y todo el espacio exterior como la "provincia de toda la humanidad". Este tratado también restringe el uso de la Luna para fines pacíficos, prohibiendo explícitamente las instalaciones militares y las armas de destrucción masiva. El Acuerdo lunar de 1979 fue creado para restringir la explotación de los recursos de la Luna por una sola nación, pero a partir de noviembre de 2016, ha sido firmado y ratificado por solo 18 naciones, ninguna de las cuales se dedica a la exploración espacial humana o tiene planes para hacerlo
En cultura
Mitología
Una talla de roca de 5.000 años de antigüedad en Knowth, Irlanda, puede representar a la Luna, que sería la pintura más antigua descubierta. El contraste entre las tierras altas más brillantes y el maria más oscuro crea los patrones vistos por diferentes culturas como el Hombre en la Luna, el conejo y el búfalo, entre otros. En muchas culturas prehistóricas y antiguas, la Luna fue personificada como una deidad u otro fenómeno sobrenatural, y las vistas astrológicas de la Luna continúan propagándose hoy.
En la religión proto-indoeuropea, la luna fue personificada como el dios masculino * Meh
1 no . Los antiguos sumerios creían que la Luna era el dios Nanna, que era el padre de Inanna, la diosa del planeta Venus y Utu, el dios del sol. Nanna más tarde se conocía como Sîn, y estaba particularmente asociada con la magia y la hechicería. En la mitología grecorromana, el Sol y la Luna se representan como masculinos y femeninos, respectivamente (Helios / Sol y Selene / Luna); este es un desarrollo exclusivo del Mediterráneo oriental y las huellas de un dios lunar masculino anterior en la tradición griega se conservan en la figura de Menelao.
1 no . Los antiguos sumerios creían que la Luna era el dios Nanna, que era el padre de Inanna, la diosa del planeta Venus y Utu, el dios del sol. Nanna más tarde se conocía como Sîn, y estaba particularmente asociada con la magia y la hechicería. En la mitología grecorromana, el Sol y la Luna se representan como masculinos y femeninos, respectivamente (Helios / Sol y Selene / Luna); este es un desarrollo exclusivo del Mediterráneo oriental y las huellas de un dios lunar masculino anterior en la tradición griega se conservan en la figura de Menelao.
En la iconografía mesopotámica, la media luna era el símbolo principal de Nanna-Sîn. En el arte griego antiguo, la diosa de la luna Selene estaba representada con una media luna en el tocado de la cabeza en un arreglo que recuerda a los cuernos. La disposición de la estrella y la media luna también se remonta a la Edad del Bronce, que representa el Sol y la Luna, o la Luna y el planeta Venus, en combinación. Llegó a representar a la diosa Artemisa o Hecate, y a través del mecenazgo de Hécate llegó a ser utilizado como un símbolo de Bizancio.
Una tradición iconográfica de representación del Sol y la Luna con caras desarrolladas a finales del período medieval.
La división de la luna (en árabe: انشقاق القمر ) es un milagro atribuido a Muhammad.
Calendario
Las fases regulares de la Luna lo convierten en un reloj muy conveniente, y los períodos de su aumento y disminución forman la base de muchos de los calendarios más antiguos. Tally palos, huesos con muescas que datan de hace 20-30,000 años, son creídos por algunos para marcar las fases de la Luna. El mes de ~ 30 días es una aproximación del ciclo lunar. El sustantivo inglés mes y sus cognados en otras lenguas germánicas provienen del Proto-germánico * mǣnṓth- , que está conectado al mencionado Proto-germánico * mǣnōn , lo que indica el uso de un calendario lunar entre los pueblos germánicos (calendario germánico) anterior a la adopción de un calendario solar. La raíz de la PIE de la luna , * méh 1 nōt, deriva de la raíz verbal PIE * meh 1 -, "medir", "indicar [ing] una concepción funcional de la Luna, es decir, el marcador del mes" (ver las palabras inglesas measure y menstrual), y hacer eco de la Luna importancia para muchas culturas antiguas en la medición del tiempo (ver Latin mensis y Ancient Greek μείς ( meis ) o μήν (mēn), que significa "mes"). La mayoría de los calendarios históricos son lunisolar. El calendario islámico del siglo VII es un ejemplo excepcional de un calendario puramente lunar. Los meses están tradicionalmente determinados por el avistamiento visual del hilal, o luna creciente más temprana, en el horizonte.
Locura
La Luna ha sido asociada por mucho tiempo con la locura y la irracionalidad; las palabras locura y lunático ( lounger deacortamiento popular ) se derivan del nombre latino para la Luna, Luna . Los filósofos Aristóteles y Plinio el Viejo argumentaron que la luna llena indujo la locura en individuos susceptibles, creyendo que el cerebro, que es principalmente agua, debe ser afectado por la Luna y su poder sobre las mareas, pero la gravedad de la Luna es demasiado leve para afectar a cualquier persona soltera. Incluso hoy, las personas que creen en un efecto lunar afirman que las admisiones a hospitales psiquiátricos, accidentes de tráfico, homicidios o suicidios aumentan durante la luna llena, pero docenas de estudios invalidan estas afirmaciones.