La selenografía es el estudio de la superficie y las características físicas de la Luna (también conocida como geografía de la Luna o selenodesia ). [1] Al igual que la geografía y la areografía , la selenografía es una subdisciplina dentro del campo de la ciencia planetaria . Históricamente, la principal preocupación de los selenógrafos era el mapeo y la denominación del terreno lunar identificando mares , cráteres , cadenas montañosas y otras características diversas. Esta tarea se terminó en gran medida cuando se obtuvieron imágenes de alta resolución de los lados cercano y lejano de la Luna mediante naves espaciales en órbita durante la era espacial temprana. Sin embargo, algunas regiones de la Luna siguen estando mal fotografiadas (especialmente cerca de los polos) y las ubicaciones exactas de muchas características (como las profundidades de los cráteres ) son inciertas por varios kilómetros. Hoy en día, la selenografía se considera una subdisciplina de la selenología , a la que a su vez se la suele denominar simplemente "ciencia lunar". La palabra selenografía se deriva de la palabra griega Σελήνη (Selene, que significa Luna) y γράφω graphō, que significa escribir.
La idea de que la Luna no es perfectamente lisa se originó al menos alrededor del 450 a. C. , cuando Demócrito afirmó que las "elevadas montañas y valles huecos" de la Luna eran la causa de sus marcas. [2] Sin embargo, no fue hasta finales del siglo XV d. C. que comenzó la selenografía seria. Alrededor de 1603 d. C., William Gilbert hizo el primer dibujo lunar basado en la observación a simple vista. Pronto siguieron otros, y cuando se inventó el telescopio , se hicieron dibujos iniciales de poca precisión, pero poco después mejoraron junto con la óptica . A principios del siglo XVIII, se midieron las libraciones de la Luna, lo que reveló que más de la mitad de la superficie lunar era visible para los observadores en la Tierra. En 1750, Johann Meyer produjo el primer conjunto confiable de coordenadas lunares que permitió a los astrónomos localizar las características lunares. [ cita requerida ]
La cartografía lunar se volvió sistemática en 1779 cuando Johann Schröter comenzó a observar y medir meticulosamente la topografía lunar . En 1834, Johann Heinrich von Mädler publicó el primer gran mapa de la Luna, compuesto por 4 hojas, y posteriormente publicó La selenografía universal . [3] Toda la medición lunar se basó en la observación directa hasta marzo de 1840, cuando J. W. Draper, utilizando un reflector de 5 pulgadas, produjo un daguerrotipo de la Luna y, de este modo, introdujo la fotografía en la astronomía . Al principio, las imágenes eran de muy mala calidad, pero, al igual que con el telescopio 200 años antes, su calidad mejoró rápidamente. En 1890, la fotografía lunar se había convertido en una subdisciplina reconocida de la astronomía.
El siglo XX fue testigo de más avances en selenografía. En 1959, la nave soviética Luna 3 transmitió las primeras fotografías de la cara oculta de la Luna , dando la primera visión de la misma en la historia. Estados Unidos lanzó las naves espaciales Ranger entre 1961 y 1965 para fotografiar la superficie lunar hasta el instante en que impactaron contra ella, las Lunar Orbiters entre 1966 y 1967 para fotografiar la Luna desde la órbita, y las Surveyors entre 1966 y 1968 para fotografiar y aterrizar suavemente sobre la superficie lunar. Las Lunokhods soviéticas 1 (1970) y 2 (1973) recorrieron casi 50 km de la superficie lunar, haciendo fotografías detalladas de la superficie lunar. La nave espacial Clementine obtuvo la primera cartografía (mapa) casi global de la topografía lunar , y también imágenes multiespectrales . Las sucesivas misiones transmitieron fotografías de resolución creciente.
La Luna ha sido medida mediante métodos de altimetría láser y análisis de imágenes estereoscópicas , incluidos los datos obtenidos durante varias misiones. La característica topográfica más visible es la gigantesca cuenca del Polo Sur-Aitken del lado lejano , que posee las elevaciones más bajas de la Luna. Las elevaciones más altas se encuentran justo al noreste de esta cuenca, y se ha sugerido que esta área podría representar depósitos de eyección gruesos que se emplazaron durante un evento de impacto oblicuo en la cuenca del Polo Sur-Aitken. Otras grandes cuencas de impacto, como el maria Imbrium , Serenitatis , Crisium , Smythii y Orientale , también poseen elevaciones regionalmente bajas y bordes elevados .
Otra característica distintiva de la forma de la Luna es que las elevaciones son en promedio alrededor de 1,9 km más altas en el lado lejano que en el lado cercano. Si se supone que la corteza está en equilibrio isostático y que la densidad de la corteza es la misma en todas partes, entonces las elevaciones más altas se asociarían con una corteza más gruesa. Utilizando datos de gravedad, topografía y sismo , se cree que la corteza tiene en promedio alrededor de 50 ± 15 km de espesor, siendo la corteza del lado lejano en promedio más gruesa que la del lado cercano en unos 15 km. [4] [ fuente obsoleta ]
La ilustración más antigua conocida de la Luna se encontró en una tumba de corredor en Knowth , condado de Meath , Irlanda . La tumba fue datada por carbono entre el 3330 y el 2790 a. C. [5] Leonardo da Vinci hizo y anotó algunos bocetos de la Luna en torno al año 1500. William Gilbert hizo un dibujo de la Luna en el que denominó una docena de características de la superficie a finales del siglo XVI; se publicó póstumamente en De Mondo Nostro Sublunari Philosophia Nova . Después de la invención del telescopio , Thomas Harriot (1609), Galileo Galilei (1609) y Christoph Scheiner (1614) también hicieron dibujos. [6]
Las denominaciones de las características de la superficie de la Luna, basadas en la observación telescópica, fueron realizadas por Michael van Langren en 1645. Muchas de sus denominaciones eran claramente católicas , denominando a los cráteres en honor a la realeza católica y a los cabos y promontorios en honor a los santos católicos . Los mares lunares fueron denominados en latín para los mares y océanos terrestres. Los cráteres menores fueron denominados en honor a astrónomos, matemáticos y otros eruditos famosos.
En 1647, Johannes Hevelius produjo la obra rival Selenographia , que fue el primer atlas lunar. Hevelius ignoró la nomenclatura de Van Langren y, en su lugar, denominó la topografía lunar según las características terrestres, de modo que los nombres de las características lunares correspondían a los topónimos de sus contrapartes geográficas terrestres, especialmente como estos últimos eran denominados por las antiguas civilizaciones romana y griega . Esta obra de Hevelius influyó en sus astrónomos europeos contemporáneos, y la Selenographia fue la referencia estándar sobre selenografía durante más de un siglo.
Giambattista Riccioli , SJ , sacerdote católico y erudito que vivió en el norte de Italia, fue el autor del actual esquema de nomenclatura lunar latina . Su Almagestum novum se publicó en 1651 como resumen del pensamiento astronómico vigente en ese momento y de los desarrollos recientes. En particular, esbozó los argumentos a favor y en contra de varios modelos cosmológicos, tanto heliocéntricos como geocéntricos. El Almagestum Novum contenía material de referencia científica basado en el conocimiento contemporáneo, y los educadores contemporáneos de toda Europa lo usaban ampliamente. Aunque este manual de astronomía ha sido reemplazado hace mucho tiempo, su sistema de nomenclatura lunar se usa incluso hoy en día.
Las ilustraciones lunares del Almagestum novum fueron dibujadas por un compañero jesuita llamado Francesco Grimaldi, SJ . La nomenclatura se basaba en una subdivisión de la superficie lunar visible en octantes que se numeraban en estilo romano del I al VIII. El octante I hacía referencia a la sección noroeste y los octantes subsiguientes procedían en el sentido de las agujas del reloj en alineación con las direcciones de la brújula. Por lo tanto, el octante VI estaba al sur e incluía los cráteres Clavius y Tycho .
La nomenclatura latina tenía dos componentes: el primero denominaba las características generales de terrae (tierras) y maria (mares) y el segundo denominaba los cráteres. Riccioli fue autor de topónimos lunares derivados de los nombres de varias condiciones, incluidas las climáticas, cuyas causas se atribuían históricamente a la Luna. Así estaban los mares de crisis ("Mare Crisium"), serenidad ("Mare Serenitatis") y fertilidad ("Mare Fecunditatis"). También estaban los mares de lluvia ("Mare Imbrium"), nubes ("Mare Nubium") y frío ("Mare Frigoris"). Las características topográficas entre los maria tenían denominaciones comparables, pero eran topónimos opuestos de los maria . Así estaban las tierras de esterilidad ("Terra Sterilitatis"), calor ("Terra Caloris") y vida ("Terra Vitae"). Sin embargo, estos nombres para las regiones montañosas fueron suplantados en cartografías (mapas) posteriores. Consulte la Lista de características de la Luna para obtener una lista completa.
Muchos de los cráteres fueron denominados tópicamente de acuerdo con el octante en el que se encontraban. Los cráteres en los octantes I, II y III fueron denominados principalmente en base a nombres de la antigua Grecia , como Platón , Atlas y Arquímedes . Hacia la mitad de los octantes IV, V y VI los cráteres fueron denominados en base a nombres del antiguo Imperio Romano , como Julio César , Tácito y Taruntius . Hacia la mitad sur del mapa lunar los cráteres fueron denominados en honor a eruditos, escritores y filósofos de la Europa medieval y las regiones árabes. Los extremos exteriores de los octantes V, VI y VII, y todo el octante VIII fueron denominados en honor a los contemporáneos de Giambattista Riccioli . Las características del octante VIII también fueron denominadas en honor a Copérnico , Kepler y Galileo . Estas personas fueron "desterradas" lejos de los "antiguos", como un gesto hacia la Iglesia Católica . [ cita requerida ] Muchos cráteres alrededor del Mare Nectaris fueron denominados en honor a santos católicos de acuerdo con la nomenclatura de Van Langren. Sin embargo, todos ellos estaban relacionados de algún modo con la astronomía . Los cartografías (mapas) posteriores eliminaron la "St." de sus topónimos .
La nomenclatura lunar de Giambattista Riccioli se utilizó ampliamente después de la publicación de su Almagestum Novum y muchos de sus topónimos se utilizan en la actualidad. El sistema era científicamente inclusivo y se consideraba elocuente y poético en su estilo, por lo que atrajo a muchos de sus contemporáneos. También era fácilmente extensible con nuevos topónimos para características adicionales. Por lo tanto, reemplazó la nomenclatura de Van Langren y Hevelius.
Los astrónomos y cartógrafos lunares posteriores ampliaron la nomenclatura con topónimos adicionales . El más notable de estos colaboradores fue Johann H. Schröter , quien publicó un mapa muy detallado de la Luna en 1791 titulado Selenotopografisches Fragmenten . La adopción por parte de Schröter de la nomenclatura de Riccioli la perpetuó como la nomenclatura lunar universalmente estándar. Una votación de la Unión Astronómica Internacional (UAI) en 1935 estableció la nomenclatura lunar de Riccioli , que incluía 600 topónimos lunares, como universalmente oficial y doctrinal.
La UAI amplió y actualizó posteriormente la nomenclatura lunar en la década de 1960, pero los nuevos topónimos se limitaron a los que honraban a científicos fallecidos. Después de que las naves espaciales soviéticas fotografiaran el lado oculto de la Luna, muchas de las características recién descubiertas recibieron nombres en honor a científicos e ingenieros soviéticos. La UAI asignó todos los nuevos topónimos lunares posteriores. Algunos cráteres recibieron nombres en honor a exploradores espaciales .
Johann H. Mädler fue el autor de la nomenclatura de los cráteres satélites. Los cráteres secundarios que rodeaban a un cráter mayor se identificaban con una letra. Estos cráteres secundarios eran generalmente más pequeños que el cráter con el que estaban asociados, con algunas excepciones. A los cráteres se les podían asignar las letras de la "A" a la "Z", omitiendo la "I". Debido a que la gran mayoría de los topónimos de los cráteres eran masculinos, los cráteres mayores se denominaban genéricamente cráteres " patronímicos ".
La asignación de las letras a los cráteres satélites fue en un principio algo aleatoria. Las letras se asignaban normalmente a los cráteres por orden de importancia, no por ubicación. La precedencia dependía del ángulo de iluminación del Sol en el momento de la observación telescópica, que podía cambiar durante el día lunar. En muchos casos, las asignaciones eran aparentemente aleatorias. En varios casos, el cráter satélite estaba situado más cerca de un cráter principal con el que no estaba asociado. Para identificar el cráter patronímico, Mädler colocó la letra identificativa al lado del punto medio del elemento que estaba más cerca del cráter principal asociado. Esto también tenía la ventaja de permitir la omisión de los topónimos de los cráteres principales de los cartogramas (mapas) cuando se etiquetaban sus elementos secundarios.
Con el tiempo, los observadores lunares asignaron a muchos de los cráteres satélite un epónimo . La Unión Astronómica Internacional (UAI) asumió la autoridad para denominar las características lunares en 1919. La comisión para denominar estas características adoptó formalmente la convención de usar letras romanas mayúsculas para identificar cráteres y valles.
Cuando en 1966 se dispuso de cartografías (mapas) adecuadas de la cara oculta de la Luna, Ewen A. Whitaker denominó a las características satelitales en función del ángulo de su ubicación en relación con el cráter principal con el que estaban asociadas. Un cráter satélite ubicado al norte del cráter principal se identificó como "Z". El círculo completo de 360° alrededor del cráter principal se subdividió uniformemente en 24 partes, como un reloj de 24 horas. A cada ángulo "horario", que se extiende en el sentido de las agujas del reloj, se le asignó una letra, comenzando con "A" a la 1 en punto. Se omitieron las letras "I" y "O", lo que dio como resultado solo 24 letras. Por lo tanto, un cráter al sur de su cráter principal se identificó como "M".
Obviamente, la Luna carece de un nivel medio del mar que pueda utilizarse como referencia vertical . El altímetro láser del orbitador lunar (LOLA) del USGS , un instrumento del orbitador de reconocimiento lunar (LRO) de la NASA, emplea un modelo de elevación digital (DEM) que utiliza el radio lunar nominal de 1.737,4 km (1.079,6 mi). [7]El selenoide (el geoide de la Luna) ha sido medido gravimétricamente por los satélites gemelos GRAIL . [8]
Los siguientes mapas y atlas lunares históricamente notables están organizados en orden cronológico por fecha de publicación.
Demócrito, valles y montañas lunares.
