Los científicos se están preparando para una nueva era de exploración lunar, pero un nuevo estudio sugiere que cada aterrizaje puede dejar más que huellas. Los investigadores han descubierto que el metano emitido por los gases de escape de las naves espaciales puede propagarse sorprendentemente rápido por la Luna, contaminando potencialmente regiones que pueden preservar antiguas pistas químicas sobre cómo surgió la vida por primera vez en la Tierra.
Los hallazgos indican que incluso un aterrizaje cerca del polo sur de la Luna podría enviar moléculas de metano “saltando” a través de la superficie lunar hasta el polo norte en menos de dos días lunares. A medida que más gobiernos, empresas privadas y ONG planifican misiones a la luna, los investigadores dicen que se vuelve cada vez más importante comprender cómo la exploración en sí misma podría influir en futuros descubrimientos científicos.
El estudio fue publicado Revista de investigación geofísica: planetasUna revista de la AGU que se centra en la ciencia planetaria.
“Estamos tratando de proteger nuestra inversión en ciencia y espacio”, dijo Silvio Sinibaldi, responsable de protección planetaria de la Agencia Espacial Europea y autor principal del estudio. La luna ofrece una oportunidad única para estudiar la historia temprana del sistema solar, dijo, pero, paradójicamente, “nuestra actividad podría en realidad obstaculizar la exploración científica”.
El antiguo hielo lunar puede preservar señales de vida
Cerca de los polos de la Luna hay agujeros que nunca reciben luz solar (llamados regiones en sombra permanente). Este entorno helado contiene hielo que puede contener material atrapado transportado por cometas y asteroides hace miles de millones de años.
Los científicos creen que estos depósitos pueden incluir “biomoléculas prebióticas”, elementos químicos que eventualmente podrían formar los primeros componentes básicos de la vida, incluido el ADN. Si los investigadores pueden examinar esas moléculas en su estado original, podrán obtener nuevos conocimientos sobre cómo se desarrolló la vida por primera vez en la Tierra.
“Sabemos que hay moléculas orgánicas en nuestro sistema solar, en los asteroides, por ejemplo”, dijo Sinibaldi. “Pero cómo llegaron a realizar ciertas funciones como lo hacen en materia biológica es un vacío que debemos llenar”.
La superficie en constante cambio de la Tierra probablemente haya borrado gran parte de esta evidencia antigua. Por el contrario, partes de la Luna han permanecido prácticamente sin cambios durante miles de millones de años, lo que las convierte en un archivo ideal de la historia del sistema solar. Las áreas permanentemente sombreadas son especialmente valiosas porque sus temperaturas extremadamente frías ayudan a atrapar y preservar las moléculas. Sin embargo, esas mismas trampas frías también pueden recolectar compuestos orgánicos liberados por las naves espaciales visitantes, oscureciendo potencialmente el material primordial que los científicos esperan estudiar.
Simulación por computadora rastrea el metano de naves espaciales
Para investigar el problema, Sinibaldi, físico del Instituto Superior Técnico, y la autora principal, Francisca Paiva, crearon un modelo informático detallado utilizando la misión Argonaut de la Agencia Espacial Europea como caso de estudio.
El equipo simuló cómo el metano, el compuesto orgánico primario producido durante la quema del propulsor del argonauta, se dispersaría después de aterrizar en el polo sur de la luna. Si bien estudios anteriores han examinado el movimiento de las moléculas de agua en la Luna, este estudio es el primero en modelar el comportamiento de moléculas orgánicas como el metano. Las simulaciones también incluyeron los efectos del viento solar y la radiación ultravioleta.
“Estábamos tratando de modelar miles de moléculas y cómo se mueven, cómo chocan entre sí y cómo interactúan con las superficies”, dijo Paiva, quien fue estudiante de maestría en KU Leuven y pasante en la Agencia Espacial Europea durante la investigación. “Esto requirió mucha potencia computacional. Tuvimos que ejecutar cada simulación durante días o semanas”.
El metano puede extenderse por la Luna día tras día
Las simulaciones muestran que el metano llega al Polo Norte en menos de dos días lunares. En siete días lunares (aproximadamente siete meses en la Tierra), más de la mitad de todo el metano quedó permanentemente “atrapado en el frío” en las frías regiones polares, con el 42% depositado en el Polo Sur y el 12% en el Polo Norte.
“La fecha límite fue la mayor sorpresa”, dijo Sinibaldi. “En una semana se pueden transportar moléculas desde el Polo Sur al Polo Norte”.
La rápida expansión es posible porque la Luna casi no tiene atmósfera. Sin moléculas de aire que las ralenticen, las moléculas de metano se mueven libremente bajo la influencia de la gravedad, mientras que la luz solar las energiza y las bajas temperaturas las frenan.
“Su trayectoria es esencialmente balística”, dijo Paiva. “Simplemente vagan de un punto a otro”.
Según Piva, esto significa que puede que no exista un lugar de aterrizaje completamente seguro. “Hemos demostrado que las moléculas pueden viajar por toda la luna. En última instancia, no importa dónde aterrices, habrá contaminación en todas partes”.
Protegiendo la futura ciencia lunar
Los investigadores destacan que la contaminación no es necesariamente inevitable. Paiva dijo que los sitios de aterrizaje más fríos pueden ayudar a mantener las moléculas de extracción más localizadas que las regiones más cálidas. Sinibaldi también planea investigar si las moléculas extraídas permanecen sólo en la superficie del hielo, sin tocar los componentes más profundos, y si siguen siendo aptas para la investigación científica.
Ambos investigadores enfatizan que las simulaciones por computadora deben ser confirmadas mediante modelos adicionales y mediciones directas durante futuras misiones lunares.
“Quiero llevar esta discusión a los equipos de la misión porque, al final del día, no es teórico, es una realidad que vamos a llegar allí”, dijo Sinibaldi. “Perderemos una oportunidad si no tenemos instrumentos a bordo para validar esos modelos”.
Paiva espera probar si los compuestos liberados por los materiales de las naves espaciales, como pintura y caucho, además del metano, podrían contaminar sitios lunares científicamente importantes.
“Tenemos leyes para controlar la contaminación de los ambientes de la Tierra como la Antártida y los parques nacionales”, dijo. “Creo que la luna es un entorno tan valioso como ellos”.
El estudio fue publicado Revista de investigación geofísica: planetasEn Revista AGU.
