El lado oculto de la Luna es el hemisferio lunar que siempre mira en dirección opuesta a la Tierra , opuesto al lado visible , debido a la rotación sincrónica en la órbita de la Luna . Comparado con el lado visible, el terreno del lado oculto es accidentado, con una multitud de cráteres de impacto y relativamente pocos mares lunares planos y oscuros , lo que le da una apariencia más cercana a otros lugares áridos del Sistema Solar como Mercurio y Calisto . Tiene uno de los cráteres más grandes del Sistema Solar , la cuenca del Polo Sur-Aitken . El hemisferio a veces ha sido llamado el " lado oscuro de la Luna ", donde "oscuro" significa "desconocido" en lugar de "falto de luz solar": cada ubicación en la Luna experimenta dos semanas de luz solar mientras que la ubicación opuesta experimenta la noche. [1] [2] [3] [4]
Alrededor del 18 por ciento del lado lejano es visible ocasionalmente desde la Tierra debido a la oscilación y a la libración . El 82 por ciento restante permaneció sin observar hasta 1959, cuando fue fotografiado por la sonda espacial soviética Luna 3. La Academia Soviética de Ciencias publicó el primer atlas del lado lejano en 1960. Los astronautas del Apolo 8 fueron los primeros humanos en ver el lado lejano en persona cuando orbitaron la Luna en 1968. Todos los aterrizajes suaves tripulados y no tripulados habían tenido lugar en el lado cercano de la Luna , hasta el 3 de enero de 2019, cuando la nave espacial Chang'e 4 realizó el primer aterrizaje en el lado lejano. [5] [6] La misión de retorno de muestras Chang'e 6 se lanzó el 3 de mayo de 2024, aterrizó en la cuenca Apolo en el hemisferio sur del lado lejano lunar y regresó a la Tierra un mes después, el 25 de junio, con las primeras muestras lunares de la humanidad recuperadas del lado lejano. [7] [8] [9]
Los astrónomos han sugerido instalar un gran radiotelescopio en el lado lejano, donde la Luna lo protegería de posibles interferencias de radio de la Tierra. [10]
Las fuerzas de marea de la Tierra han ralentizado la rotación de la Luna hasta el punto en que el mismo lado siempre está de cara a la Tierra, un fenómeno llamado bloqueo de marea . La otra cara, la mayor parte de la cual nunca es visible desde la Tierra, se llama por tanto el "lado oculto de la Luna". Con el tiempo, algunos bordes en forma de medialuna del lado oculto pueden verse debido a la libración . [11] En total, el 59 por ciento de la superficie de la Luna es visible desde la Tierra en un momento u otro. La observación útil de las partes del lado oculto de la Luna que ocasionalmente son visibles desde la Tierra es difícil debido al bajo ángulo de visión desde la Tierra (no pueden observarse "de lleno").
Un error muy común es creer que la Luna no gira sobre su eje. Si así fuera, la Luna entera sería visible para la Tierra a lo largo de su órbita. En cambio, su período de rotación coincide con su período orbital, lo que significa que da una vuelta completa por cada órbita que realiza: en términos terrestres, se podría decir que su día y su año tienen la misma duración (es decir, unos 29,5 días terrestres).
La frase "lado oscuro de la Luna" no se refiere a "oscuro" como en ausencia de luz, sino más bien "oscuro" como en desconocido: hasta que los humanos pudieron enviar naves espaciales alrededor de la Luna, esta área nunca había sido vista. [1] [2] [3] En realidad, tanto el lado cercano como el lejano reciben (en promedio) cantidades casi iguales de luz directamente del Sol. Esta simetría se complica por la luz solar reflejada desde la Tierra sobre el lado cercano ( luz cenicienta ), [12] y por los eclipses lunares, que ocurren solo cuando el lado lejano ya está oscuro. Los eclipses lunares significan que el lado que mira hacia la Tierra recibe una fracción menos de luz solar que el lado lejano cuando se considera durante un largo período de tiempo.
Por la noche, bajo una "Tierra llena", el lado cercano de la Luna recibe alrededor de 10 lux de iluminación (aproximadamente lo que recibe una acera de la ciudad bajo las farolas; esto es 34 veces más luz que la que se recibe en la Tierra bajo una Luna llena ), mientras que el lado lejano de la Luna durante la noche lunar recibe solo alrededor de 0,001 lux de luz estelar. [12] Solo durante una Luna llena (vista desde la Tierra) todo el lado lejano de la Luna está oscuro.
La palabra oscuro se ha ampliado para referirse también al hecho de que la comunicación con las naves espaciales puede bloquearse mientras la nave espacial está en el lado lejano de la Luna, durante las misiones espaciales Apolo, por ejemplo. [13]
Los dos hemisferios de la Luna tienen apariencias claramente diferentes, con el lado cercano cubierto de múltiples y grandes mares (del latín "mares", ya que los primeros astrónomos pensaron incorrectamente que estas llanuras eran mares de agua lunar ). El lado lejano tiene un aspecto maltratado y densamente craterizado con pocos mares. Solo el 1% de la superficie del lado lejano está cubierta por mares, [14] en comparación con el 31,2% en el lado cercano. Una explicación comúnmente aceptada para esta diferencia está relacionada con una mayor concentración de elementos productores de calor en el hemisferio cercano, como lo han demostrado los mapas geoquímicos obtenidos del espectrómetro de rayos gamma Lunar Prospector . Si bien otros factores, como la elevación de la superficie y el espesor de la corteza, también podrían afectar el lugar donde estallan los basaltos , estos no explican por qué la cuenca del Polo Sur-Aitken del lado lejano (que contiene las elevaciones más bajas de la Luna y posee una corteza delgada) no fue tan volcánicamente activa como Oceanus Procellarum en el lado cercano.
También se ha propuesto que las diferencias entre los dos hemisferios pueden haber sido causadas por una colisión con una luna compañera más pequeña que también se originó a partir de la colisión de Theia . [15] En este modelo, el impacto provocó una pila de acreción en lugar de un cráter, lo que contribuyó a una capa hemisférica de extensión y espesor que puede ser consistente con las dimensiones de las tierras altas del lado lejano. La composición química del lado lejano es inconsistente con este modelo. [ cita requerida ]
El lado lejano tiene más cráteres visibles. Se pensaba que esto era resultado de los efectos de los flujos de lava lunar, que cubren y oscurecen los cráteres, en lugar de un efecto de protección frente a la Tierra. La NASA calcula que la Tierra oscurece sólo unos 4 grados cuadrados de los 41.000 grados cuadrados del cielo visto desde la Luna. "Esto hace que la Tierra sea insignificante como escudo para la Luna [y] es probable que cada lado de la Luna haya recibido la misma cantidad de impactos, pero la renovación de la superficie por la lava da como resultado menos cráteres visibles en el lado cercano que en el lado lejano, a pesar de que ambos lados han recibido la misma cantidad de impactos". [16]
Investigaciones más recientes sugieren que el calor de la Tierra en el momento en que se formó la Luna es la razón por la que el lado cercano tiene menos cráteres de impacto. La corteza lunar está compuesta principalmente de plagioclasas que se formaron cuando el aluminio y el calcio se condensaron y se combinaron con silicatos en el manto. El lado lejano, más frío, experimentó la condensación de estos elementos antes y, por lo tanto, formó una corteza más gruesa; los impactos de meteoritos en el lado cercano a veces penetraban la corteza más delgada aquí y liberaban lava basáltica que creaba los mares, pero rara vez lo hacían en el lado lejano. [17]
El lado oculto muestra variaciones más extremas en la elevación del terreno que el lado visible. Los puntos más altos y más bajos de la Luna, junto con sus montañas más altas medidas desde la base hasta la cima, se encuentran todos en el lado oculto. [18]
Hasta finales de la década de 1950, se sabía poco sobre la cara oculta de la Luna. Las libraciones periódicas permitían vislumbrar de forma limitada las características cercanas al borde lunar en la cara oculta, pero solo hasta el 59% de la superficie total de la Luna. [19] Estas características se veían desde un ángulo bajo, lo que dificultaba la observación útil (resultaba difícil distinguir un cráter de una cadena montañosa). El 82% restante de la superficie de la cara oculta seguía siendo desconocido, y sus propiedades fueron objeto de mucha especulación.
Un ejemplo de una característica del lado lejano que se puede ver a través de la libración es el Mare Orientale , que es una cuenca de impacto prominente que se extiende por casi 1.000 km (600 millas), aunque ni siquiera se la nombró como una característica hasta 1906, por Julius Franz en Der Mond . La verdadera naturaleza de la cuenca se descubrió en la década de 1960 cuando se proyectaron imágenes rectificadas sobre un globo terráqueo. La cuenca fue fotografiada con gran detalle por el Lunar Orbiter 4 en 1967. Antes de que comenzara la exploración espacial, los astrónomos esperaban que el lado lejano fuera similar al lado visible desde la Tierra. [20]
El 7 de octubre de 1959, la sonda soviética Luna 3 tomó las primeras fotografías de la cara oculta de la Luna, dieciocho de ellas resolubles, [21] [20] cubriendo un tercio de la superficie invisible desde la Tierra. [22] Las imágenes fueron analizadas y el primer atlas de la cara oculta de la Luna fue publicado por la Academia de Ciencias de la URSS el 6 de noviembre de 1960. [23] [24] Incluía un catálogo de 500 características distinguidas del paisaje. [25] En 1961, el primer globo (1:13 600 000 escala ) [26] que contiene características lunares invisibles desde la Tierra fue lanzado en la URSS , basado en imágenes de Luna 3. [27]
El 20 de julio de 1965, otra sonda soviética, Zond 3 , transmitió 25 imágenes de muy buena calidad de la cara oculta de la Luna, [28] con una resolución mucho mejor que las de Luna 3. En particular, revelaron cadenas de cráteres, de cientos de kilómetros de longitud, [22] pero, inesperadamente, ninguna llanura de mar como las visibles desde la Tierra a simple vista. [20] En 1967, se publicó en Moscú la segunda parte del Atlas de la cara oculta de la Luna , [29] [30] basada en datos de Zond 3, y el catálogo ahora incluye 4.000 características recién descubiertas del paisaje de la cara oculta de la Luna. [22] En el mismo año, se publicó el primer Mapa Completo de la Luna (1:Escala 5 000 000 [26] ) y globo completo actualizado (1:En la Unión Soviética se lanzaron imágenes en escala de 10 000 000 que mostraban el 95 por ciento de la superficie lunar [26] . [31] [32]
Como las sondas espaciales soviéticas descubrieron muchas características paisajísticas destacadas de la cara oculta, los científicos soviéticos eligieron nombres para ellas. Esto provocó cierta controversia, aunque la Academia Soviética de Ciencias seleccionó muchos nombres no soviéticos, incluidos Julio Verne , Marie Curie y Thomas Edison . [33] La Unión Astronómica Internacional aceptó posteriormente muchos de los nombres.
El 26 de abril de 1962, la sonda espacial Ranger 4 de la NASA se convirtió en la primera nave espacial en impactar el lado oculto de la Luna, aunque no logró devolver ningún dato científico antes del impacto. [34]
El primer estudio cartográfico verdaderamente completo y detallado del lado oculto fue realizado por el programa estadounidense no tripulado Lunar Orbiter lanzado por la NASA entre 1966 y 1967. La mayor parte de la cobertura del lado oculto fue proporcionada por la última sonda de la serie, Lunar Orbiter 5 .
El otro lado fue visto directamente por primera vez por ojos humanos durante la misión Apolo 8 en diciembre de 1968. El astronauta William Anders describió la vista:
"La parte trasera parece un montón de arena en el que mis hijos han estado jugando durante algún tiempo. Está todo destartalado, sin definición, solo muchos baches y agujeros".
La han visto los 24 hombres que volaron en las misiones Apolo 8 y Apolo 10 hasta Apolo 17 , y la han fotografiado varias sondas lunares. Las naves espaciales que pasaban detrás de la Luna estaban fuera de la comunicación por radio directa con la Tierra, y tuvieron que esperar hasta que la órbita permitiera la transmisión. Durante las misiones Apolo , el motor principal del Módulo de Servicio se encendió cuando la nave estaba detrás de la Luna, lo que produjo algunos momentos tensos en el Centro de Control de Misión antes de que la nave reapareciera.
El geólogo y astronauta Harrison Schmitt , que fue el último en pisar la Luna, había presionado agresivamente para que el lugar de aterrizaje del Apolo 17 fuera en el lado oculto de la Luna, apuntando al cráter lleno de lava Tsiolkovskiy . La ambiciosa propuesta de Schmitt incluía un satélite de comunicaciones especial basado en los satélites TIROS existentes que se lanzaría en una órbita de halo de Farquhar-Lissajous alrededor del punto L2 para mantener el contacto visual con los astronautas durante su descenso motorizado y las operaciones en la superficie lunar. Los administradores de la NASA rechazaron estos planes por considerar que representaban un riesgo adicional y la falta de financiación.
La idea de utilizar el satélite L2 Tierra-Luna para comunicaciones que cubran el lado oculto de la Luna se ha hecho realidad, ya que la Administración Nacional del Espacio de China lanzó el satélite de retransmisión Queqiao en 2018. [35] Desde entonces, se ha utilizado para comunicaciones entre el módulo de aterrizaje Chang'e 4 y el rover Yutu 2 que han aterrizado con éxito a principios de 2019 en el lado oculto de la Luna y estaciones terrestres en la Tierra. Se propone que L2 sea "una ubicación ideal" para un depósito de combustible como parte de la arquitectura de transporte espacial basada en depósitos propuesta. [36]
El 3 de enero de 2019, la sonda Chang'e 4 de la Administración Nacional del Espacio de China (CNSA) logró el primer aterrizaje suave de la humanidad en el lado lejano de la Luna y desplegó el explorador lunar Yutu-2 en la superficie lunar. [37]
La nave incluía un módulo de aterrizaje equipado con un espectrógrafo de radio de baja frecuencia y herramientas de investigación geológica. [38] El lado lejano de la Luna proporciona un buen entorno para la radioastronomía, ya que las interferencias de la Tierra son bloqueadas por la Luna.
En febrero de 2020, astrónomos chinos informaron, por primera vez, de una imagen de alta resolución de una secuencia de eyecciones lunares , así como de un análisis directo de su arquitectura interna. Estos se basaron en observaciones realizadas por el radar de penetración lunar (LPR) a bordo del rover Yutu-2 . [39] [40]
El 3 de mayo de 2024, la CNSA lanzó la sonda Chang'e 6 , que realizó el primer retorno de muestras lunares desde la cuenca Apolo en el lado oculto de la Luna. [41] Fue la segunda misión de retorno de muestras lunares de la CNSA, la primera lograda por la Chang'e 5 desde el lado visible de la Luna cuatro años antes. [42] También llevaba un mini rover "Jinchan" para realizar espectroscopia infrarroja de la superficie lunar y tomó imágenes del módulo de aterrizaje de la Chang'e 6 en la superficie lunar. [43] La combinación de módulo de aterrizaje, módulo ascendente y módulo de aterrizaje se separó del orbitador y el módulo de retorno antes de aterrizar el 1 de junio de 2024 a las 22:23 UTC. Aterrizó en la superficie de la Luna el 1 de junio de 2024. [44] [45] El módulo ascendente fue lanzado de regreso a la órbita lunar el 3 de junio de 2024 a las 23:38 UTC, transportando muestras recolectadas por el módulo de aterrizaje, y luego completó otro encuentro robótico y acoplamiento en la órbita lunar. El contenedor de muestras fue luego transferido al módulo de retorno, que aterrizó en Mongolia Interior el 25 de junio de 2024, completando así la misión de retorno de muestras del lado lejano de China.
La NASA y el Departamento de Energía de los Estados Unidos están desarrollando el módulo de aterrizaje del Experimento Electromagnético de la Superficie Lunar (LuSEE-Night) , una misión que aterrizará de manera suave en 2026 y en la que se construirá un observatorio robótico en el lado lejano diseñado para medir las ondas electromagnéticas de la historia temprana del universo . [46]
Debido a que el lado oculto de la Luna está protegido de las transmisiones de radio de la Tierra, se considera un buen lugar para colocar radiotelescopios para uso de los astrónomos . Los cráteres pequeños en forma de cuenco proporcionan una formación natural para un telescopio estacionario similar al de Arecibo en Puerto Rico . Para telescopios de escala mucho mayor, el cráter Dédalo de 100 kilómetros de diámetro (60 millas) está situado cerca del centro del lado oculto, y el borde de 3 kilómetros de alto (2 millas) ayudaría a bloquear las comunicaciones perdidas de los satélites en órbita. Otro candidato potencial para un radiotelescopio es el cráter Saha . [47]
Antes de desplegar radiotelescopios en la cara oculta, hay que superar varios problemas. El fino polvo lunar puede contaminar los equipos, los vehículos y los trajes espaciales. Los materiales conductores utilizados para las antenas de radio también deben protegerse cuidadosamente contra los efectos de las erupciones solares . Por último, la zona que rodea a los telescopios debe protegerse contra la contaminación de otras fuentes de radio.
El punto de Lagrange L 2 del sistema Tierra-Luna está situado a unos 62.800 km (39.000 mi) sobre el lado lejano, que también se ha propuesto como ubicación para un futuro radiotelescopio que realizaría una órbita de Lissajous alrededor del punto de Lagrange.
Una de las misiones de la NASA a la Luna que se están estudiando enviaría un módulo de aterrizaje de retorno de muestras a la cuenca Aitken del Polo Sur , el lugar de un importante impacto que creó una formación de casi 2400 km (1500 mi) de ancho. La fuerza de este impacto ha creado una penetración profunda en la superficie lunar, y una muestra traída desde este sitio podría ser analizada para obtener información sobre el interior de la Luna. [48]
Debido a que el lado cercano está parcialmente protegido del viento solar por la Tierra, se espera que los mares del lado lejano tengan la mayor concentración de helio-3 en la superficie de la Luna. [49] Este isótopo es relativamente raro en la Tierra, pero tiene un buen potencial para su uso como combustible en reactores de fusión . Los defensores de los asentamientos lunares han citado la presencia de este material como una razón para desarrollar una base lunar . [50]
L
2
está en el espacio profundo, lejos de cualquier superficie planetaria, y por lo tanto los entornos térmicos, de micrometeoroides y de oxígeno atómico son muy superiores a los de LEO. La estasis termodinámica y la vida útil prolongada del hardware son mucho más fáciles de obtener sin estas condiciones castigadoras que se ven en LEO. L
2
no es solo una gran puerta de entrada, es un gran lugar para almacenar propulsores. ... L
2
es una ubicación ideal para almacenar propulsores y cargas: está cerca, tiene mucha energía y es frío. Más importante aún, permite el movimiento continuo de propulsores desde los depósitos LEO, suprimiendo así su tamaño y minimizando efectivamente las penalizaciones por ebullición cercana a la Tierra.
