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La Actualidad de la Observación Lunar

Miguel Ángel Crespo


Introducción

La observación lunar se remonta a los orígenes del hombre. Es conocido que los antiguos astrónomos chinos, egipcios, babilonios y griegos sentían una fascinación natural por nuestro satélite y lograron establecer algunas de las constantes astronómicas de la Luna. Como ejemplo cabe citar a Tales de Mileto, Pitagoras y Aristóteles, que atribuyeron ya las fases de nuestro satélite a la iluminación del Sol, y a Democrito quien sugirió que las manchas de la superficie lunar se debían a la presencia de grandes valles y montañas, aunque el estudio científico y sistemático no llegó hasta que Galileo dirigió por primera vez su telescopio hacia la Luna a principios del siglo XVII.
Para finales del siglo XVII las observaciones telescópicas de la Luna habían llevado a la realización de más de veinticinco mapas de la superficie visible entre los que cabe destacar los elaborados por Langrenus, Rheita, Hevelius, Riccioli y Cassini. Los observadores de los siglos XVIII y XIX continuaron mejorando la calidad cartográfica lunar pero el rápido desarrollo que posteriormente tuvo la fotografía y el perfeccionamiento de los telescopios astronómicos fueron los que sentaron las bases de nuestros conocimientos actuales que tienen su máximo exponente en la llegada de diversas naves espaciales y del propio hombre a la superficie de la Luna.
Desde que el programa lunar americano comenzó a dar sus frutos la selenografia ha ido perdiendo interés tanto para los investigadores como para los aficionados. Erróneamente se piensa que la superficie lunar nos ha revelado todos sus secretos. Nada mas lejos de la realidad. La cobertura fotográfica obtenida gracias a las naves espaciales es incompleta con zonas sin cartografiar adecuadamente, con variaciones de detalles con la luz que no son fáciles de entender, sin conocer bien algunos de los mecanismos geológicos lunares, etc.

La observación lunar en el siglo XX

La observación lunar nunca ha gozado de buena salud en nuestro país, no se sabe si por falta de interés o por desconocimiento. Incluso cuando te reúnes con aficionados a la astronomía y cada uno cuenta sus observaciones, al llegar tu turno y decir que te dedicas a la observación lunar, la mayoría te mira con cara rara y hasta se puede oír un extraño rumor, quizá porque siempre se ha pensado que en la luna ya no queda nada interesante que hacer como para implicarse en algún proyecto de trabajo a no ser, claro está, en aprovecharla para los eventos de divulgación que montamos todas las agrupaciones astronómicas.
La realidad en otros países, como en tantas otras cosas, ha sido siempre muy distinta. Las secciones lunares de las agrupaciones americanas y británicas son muy importantes y gozan de gran prestigio. Concretamente, las dos más importantes agrupaciones de observadores aficionados del mundo, la Association of Lunar and Planetary Observers (ALPO) y la British Astronomical Association (BAA), son las que han estado al frente de todos los programas de observación lunar y han mantenido viva la llama incluso en los momentos más difíciles, a finales de los años 80 y 90, en los que bajó el interés, quizá debido a la saturación que se pudo producir por lo que se puede denominar "Era Apollo".
La historia de la observación lunar tuvo su época dorada en la segunda mitad del siglo XX hasta el fin de la Era Apollo, hacia finales de los años 70. Luego asistimos a un bache, que abarcaría hasta finales de siglo, revitalizándose de nuevo en estos últimos años debido, en parte, a las sondas espaciales que han visitado últimamente nuestro satélite y al creciente interés que ello ha originado en la comunidad científica. Además es de esperar que la Luna vuelva a estar "de moda" muy pronto, conforme se vayan concretando las posibilidades de volver a llevar un hombre a la Luna, anunciadas por americanos, sin olvidar a los chinos. De todos modos parece claro que debemos establecer una base permanente en la Luna, como paso previo, antes de lanzarnos a mayores conquistas.

Programas de observación

Históricamente, los principales programas de observación y sus objetivos han sido y son los siguientes:

  • Cartografiado de Luna Incognita. Este proyecto, ya terminado, surgió al constatar que, tras la compilación de todas las imágenes captadas por las sondas espaciales entre los años 60 y 70, faltaba todavía una zona de la que no se tenía información. Concretamente, había un 0.7% del área lunar sin cartografiar, debido a que esta zona se encontraba inmersa en la sombra cuando los "Lunar Orbiter" se encontraban operativos. Además, es conveniente recordar que las órbitas que se describían en el programa Apollo fueron ecuatoriales por lo que esta zona era inaccesible y ni siquiera los astronautas la vieron. El tamaño aproximado de la región que faltaba por cartografiar es de unos 270.000 kilómetros cuadrados y coincidía justamente con los alrededores del Polo Sur lunar.
    En 1972, la Association of Lunar and Planetary Observers (ALPO) puso en marcha un proyecto con distintos observadores que se prestaron a ello. El objetivo: recopilar dibujos y fotografías para poder aproximar al máximo la descripción de esta zona con objeto de alcanzar un completo conocimiento de la superficie lunar. Además se daba la circunstancia de ser una zona de gran interés debido, principalmente, a la gran altitud de sus montañas y a la posibilidad de detectar en alguno de estos valles hielo u otros elementos volátiles que podrían permanecer allí por ser zonas que se encuentran en permanente oscuridad.
    Este proyecto fue bastante difícil porque implicaba observar las distintas formaciones de la zona en el limbo lunar, lo que solo es posible desde una perspectiva oblicua. Las posiciones de cualquier objeto debían ser fijadas por triangulación con formaciones ya conocidas de la cara visible de la Luna. Además, el trabajo visual estaba bastante limitado por las infrecuentes ventanas de observación que debían de coincidir con unas ideales condiciones de iluminación y con la libracion de la órbita lunar (esto corresponde con pequeñas oscilaciones orbitales que permiten ver, durante corto espacio de tiempo, casi un 10% mas de superficie lunar).
    El mapeo de Luna Incognita se realizo usando dibujos, fotografías y estudios de mapas realizados con observaciones terrestres combinados con las fotografías de los Lunar Orbiter 4 y 5 y de la sonda soviética Zond 8. Con todo este material se elaboró un kit de observación que contenía 34 hojas de observación con dibujos adecuados a las distintas libraciones y a las áreas de observación (que se dividieron en tres), incluyéndose además instrucciones y gráficos de las libraciones. Las anotaciones se realizaban sobre las hojas para conservar al máximo las proporciones. La mayor parte del trabajo se realizo durante las campañas de 1979-80 y 1984-86 en que las condiciones de visibilidad fueron mas favorables, aunque luego se alargo durante un poco mas de tiempo. La campaña de observación finalizo en 1987 y el cartografiado de la zona fue completado en 1990 con la publicación del mapa de la zona. El programa se dio por finalizado oficialmente en 1993 y se revisó definitivamente con las misiones Galileo y Clementine.
    Es importante reseñar que este proyecto mantuvo a muchos observadores colaborando y aportando numerosos partes de observación. Nosotros, desde el GAS, participamos en los últimos años del proyecto, dentro de nuestras modestas posibilidades de entonces, y mantuvimos una comunicación constante mediante cartas con su coordinador John E. Westfall que, sin duda, contribuyeron a implicarnos en otros proyectos de observación lunar en los que empezamos a trabajar.
    Los siguientes proyectos que se reseñan siguen todos vigentes y se engloban en lo que es la actualidad de la observación lunar, objetivo de este articulo.
  • Programa de Observación de Lunar Transient Phenomena (LTP).Es, sin duda, el proyecto que ha englobado en el pasado y en el presente al mayor número de observadores. Por aclarar conceptos, el término Lunar Transient Phenomena es definido en el Anchor Dictionary of Astronomy como los pequeños cambios que se producen en la apariencia de una determinada formación lunar. Estos fenómenos incluyen desde luminiscencias rojizas hasta oscurecimientos de algunos detalles de la superficie que pueden ser debidos a diversas causas como efectos de marea, diferencias de temperaturas, emisiones de gases, etc., y que pueden ocurrir en los cráteres lunares y en los alrededores de algunas cuencas de impacto.
    El programa de LTP es coordinado por la ALPO y en él son bien recibidas todas aquellas personas que dediquen algo de tiempo a observar la Luna. La participación mas normal es, simplemente, estar implicado en la observación lunar en general y detectar algún cambio inusual en la apariencia de la formación estudiada, aunque lo cierto es que la implicación en el proyecto requiere ser un observador experimentado y conocedor de las principales formaciones lunares. El objetivo es poder recopilar este tipo de eventos de forma seria y sistemática para lograr un mayor conocimiento de estos extraños fenómenos que pueden dar las claves de una residual actividad geológica de nuestro satélite. Es cierto que dentro de la comunidad científica existe un gran debate y división de criterios sobre las causas y origen de estos fenómenos e incluso algunos científicos niegan su existencia. Sin embargo, otros reputados científicos como David O. Darling, responsable del área de LTP de la ALPO argumentan, basándose en su dilatada experiencia, que este fenómeno existe y que aparece de una forma mas habitual de lo que en un principio pudiera parecer. El refrendo histórico al proyecto lo podemos encontrar en el programa de observación que se llevo a cabo en los años 90 en el que se trabajó en coordinación con la NASA. En este proyecto participamos unos 50 observadores de todo el mundo, que constituíamos la red mundial de observadores/cazadores de LTPs. Primero se trabajó con la sonda Clementine y después con el Lunar Prospector, del que teníamos la ventana de observación en tiempo real a través de internet, con lo que se intentaba hacer un seguimiento de estas zonas, concretamente se trabajaba mayoritariamente con las 10 formaciones mas activas en LTPs que son las siguientes: Aristarchus, Alphonsus, Gassendi, Herodotus, Plato, Tycho, Proclus, Picard, Mons Piton y Pico. El objetivo era relacionar estos fenómenos con la emisión de gas radón como indicativo de actividad de LTP que era uno de los estudios del Dr. Alan Binder, principal investigador de la misión. Los resultados fueron altamente esperanzadores y se consiguió enviar multitud de partes de observación que se estudiaron en combinación con lo detectado por las sondas espaciales.
  • En la actualidad el programa se encuentra revitalizado con proyectos que monitorizan la Luna con cámaras CCD y webcams y además el numero de observadores implicados ha crecido sustancialmente.
  • Selected Areas Program (SAP). Es un programa de reconocimiento topográfico y estudio de zonas seleccionadas. Existen al menos 200 lugares que se siguen observando a través de telescopios debido al interés que presentan. Este proyecto esta principalmente orientado al seguimiento regular y sistemático, durante largo tiempo y durante muchas lunaciones, de unas áreas seleccionadas específicamente de la Luna. Existe un gran interés en conocer como cambian numerosas formaciones, en apariencia normales, a lo largo de una lunacion teniendo en cuenta las variaciones del ángulo de fase. Incluso más intrigantes resultan esas formaciones que proceden de una forma inusual, a veces imprevisible, y difícilmente repetible debido a los cambios de la iluminación solar. El estudio, coordinado por las secciones lunares de la ALPO y de la BAA, se realiza sobre el mayor numero posible de formaciones (cráteres como Aristarchus, Plato, Gassendi, etc.).
    En general, el SAP esta diseñado para un estudio intenso que permita documentar cada una de estas formaciones en los cambios de albedo. Para este trabajo se cuenta con la ayuda de las plantillas de los cráteres que se estudian en cada campaña y que en la actualidad se concretan en los cráteres Theophilus, Alphonsus, Atlas, Tycho, Copernicus, Aristarchus y Plato.
    El estudio se centra principalmente en estudiar las variaciones de tono y/o color, los cambios de forma y el tamaño, las sombras anómalas, la aparición y desaparición de rasgos importantes en una formación, la observación de estas formaciones con la luz cenicienta y en los fenómenos que se pueden producir durante los eclipses. Los fenómenos citados se deben a variaciones en la morfología, tono (albedo), o color, los cuales no pueden ser atribuidos al cambio del ángulo solar o a las libraciones ni, claro esta, tampoco pueden ser atribuidos a los que se producen lunacion tras lunacion. En definitiva se trata de establecer las conductas susceptibles de ser normales y anormales bajo todas las condiciones de iluminación.
  • Búsqueda y Estudio de Domos Lunares. La definición actual de domo lunar se la debemos a John E. Westfall (ALPO) que en 1964 publicó un artículo que sentó las bases de futuros trabajos. Un domo lunar es una pequeña cúpula volcánica de poca altura y que presenta una forma redondeada. Su tamaño oscila desde 1 a 20 km. y presenta una pendiente muy pequeña, no superior a 5 grados. Esto es, precisamente, lo que les hace ser muy esquivas y difíciles de encontrar. Su observación se hace realmente muy complicada y solo es posible su localización en las proximidades del terminador, cuando los rayos del Sol inciden casi horizontalmente sobre la formación. En el momento en que son iluminados con ángulos mayores es prácticamente imposible distinguirlos, lo que hace que muchos de ellos solo sean observables durante unas pocas horas y en el mejor de los casos un par de días.
    Históricamente, existen algunas referencias a estas escurridizas formaciones que se remontan al siglo XVII pero hasta bien entrado el siglo XX no se le dio excesiva importancia. Los comienzos se remontan al año 1935, cuando W. Goodacre en su libro "The Moon" publicó observaciones de S. R. B. Cook del área de Milichius/Tobias Mayer y dibujos de domos en Hortensius de Schlumberger. En el año 1954, con la aparición del libro "Our Moon" de H. P. Wilkins, aparece una lista de 100 domos lunares encontrados por Patrick Moore y por el autor. En 1957 P. Moore y P. J. Cattermole comienzan la búsqueda sistemática de domos. A finales de la década la lista había aumentado a 160.
    A mediados de los años 60, en un proyecto conjunto de la BAA y la ALPO en el que participaron Moore, Cattermole y W. L. Rae, se realizaron notables estudios de localización y clasificación de los domos, y Jamieson contribuyó a hacer mas extensa la lista de estas formaciones. El trabajo de referencia, sin lugar a dudas, es la aparición en The Strolling Astronomer, publicación de la ALPO, del articulo de John E. Westfall "A Generic Classification of Lunar Domes" en 1964. En la actualidad alrededor de 600 domos lunares han sido catalogados.
    Este tipo de formaciones invitan a la participación de los aficionados. La lista esta abierta y los observadores lunares aportan a diario nuevos datos que permiten corregir y actualizar el conocimiento en este campo. En la actualidad este programa de observación se encuentra revitalizado y a el se han sumado multitud de aficionados. Sin duda quedan lejos aquellos años, en la década de los 90, en los que recopilar información sobre los domos lunares, según me comentaban en una carta desde la ALPO, era tarea de solo tres personas que seguíamos trabajando en este campo. Hoy, y gracias a la revolución que ha supuesto en la astronomía la democratización de la tecnología, cualquier observador a través de internet tiene acceso a fotografías mas detalladas procedentes de grandes telescopios o de sondas espaciales que le permiten comparar sus observaciones visuales o digitales. El trabajo y tratamiento de las mismas con un ordenador permiten afinar la localización y clasificación con mas tranquilidad.
    El estudio y clasificación de los domos lunares es muy importante por su asociación con la actividad volcánica en nuestro satélite. Un mayor conocimiento de estas formaciones puede aportar mucha información sobre una etapa no muy clara en la formación de la superficie lunar. Por eso es vital que se siga trabajando en este campo.
  • Además se incorporan en los últimos años dos nuevos programas de observación que son los reseñados a continuación.
  • Programa de búsqueda de impactos de meteoritos sobre la Luna. Este programa de observación es de reciente creación y esta coordinado por la ALPO y su denominación en ingles es Lunar Meteoritic Impact Search. Desde que se confirmo la primera observación de un impacto sobre la superficie de la Luna el 18 de noviembre de 1999 se reabrió esta excitante área de la astronomía observacional. Anteriormente se tenia constancia de que algún meteorito había impactado en la superficie de la Luna allá por las décadas de los 40, 50 y 60 pero ninguno de estos muchos candidatos a impactos observados durante este tiempo había sido confirmado de manera independiente. La visión de estos eventos implicaba la observación visual de objetos impactando contra la Luna, fenómeno que podría ser un poco mas normal de lo que en un principio se pensaba. Esta claro que hay evidencias de gran cantidad de impactos en el pasado. Basta una simple inspección de la superficie de la Luna para ver la gran cantidad de cráteres que existen. Sin embargo hace poco que este evento se ha confirmado como tal. Existen evidencias, a través de algún observador, de que esto ha ocurrido en el pasado. El caso más famoso que existe reseñado es el de los monjes del siglo XII que observaron un impacto que puede corresponder a la formación del cráter Bruno. Otros ejemplos mas recientes incluyen el destello lunar que vio el Dr. Leon Stuart en 1953 y otras observaciones de LTP en forma de flases, luces o destellos que bien podrían haber sido producidos por impactos de meteoritos sobre la superficie de la Luna.
  • Bright Lunar Rays Project. Este proyecto, que se puso en marcha en 1999, es coordinado por Bill Dembowski de la ALPO, al que se han sumado la BAA, la American Lunar Society y la Italian Union of Amateur Astronomers. En la actualidad se puede decir que hay alrededor de un centenar de observadores implicados en el proyecto. Los objetivos son catalogar y estudiar los radiantes o rayos brillantes que tienen su origen en los cráteres mas jóvenes de la Luna. Para ello es preciso recopilar toda clase de dibujos, fotografías o imágenes de cualquier tipo. Es especialmente interesante recoger observaciones bajo todos los posibles ángulos de iluminación para completar el estudio y lograr finalmente obtener un mapa detallado de estas esquivas formaciones.
    El problema principal reside en que no se conocen exactamente los sistemas de rayos brillantes o radiantes de la Luna. La realidad es que, aunque algunos son de una gran extensión, no existen mapas en los que estén reflejados con suficiente exactitud, incluso en algunos ni siquiera se refleja su existencia. Normalmente se encuentran distribuidos de forma aleatoria sobre el disco lunar, aunque se suelen apreciar con una mayor claridad en los oscuros maria, debido principalmente al mayor contraste. Sobre el origen de estas espectaculares formaciones lunares surgieron, en un principio, muchas hipótesis, algunas desconcertantes, pero la cordura se impuso y hoy la comunidad científica tiene claro que son consecuencia del material procedente de los impactos meteoríticos, el comúnmente conocido como ejecta. Eugene Shoemaker, al que tanto le debe la geología planetaria, explicó cómo el impacto de cráteres secundarios permitía describir la formación de los sistemas de rayos de la siguiente manera: "el impacto de grandes fragmentos o conglomerados de fragmentos podía salpicar de rocas arrancadas a la superficie lunar y diseminarse de la forma en que se observaban". A esto hay que añadir que estos fragmentos de rocas son vaporizados por el impacto y pasan por una fase liquida que, al enfriarse lentamente, solidifica dando lugar a una amplia gama de fragmentos de mineral y de roca cristalizados. Ejemplos de esto pueden ser la olivina y las brechas vidriadas, tan abundantes en la superficie lunar. Finalmente, las fotografías de alta resolución obtenidas por las cámaras del programa Apollo mostraron que los rayos están salpicados de ejecta alrededor de pequeños cráteres secundarios, confirmando esta teoría.
    Aunque ahora entendemos el mecanismo responsable de los rayos brillantes, todavía estas formaciones están rodeadas de cierto aire de misterio. Esto es debido al comportamiento tan variable que presentan según cambie el ángulo de incidencia del Sol sobre las mismas y que las hace perfectamente visibles en fases de Luna llena e indetectables en otras fases lunares. Estos rayos varían notablemente en brillo y se piensa que, incluso, algunos cambian ligeramente durante una lunacion. Este es el caso del cráter Proclus, que presenta algunas peculiaridades muy interesantes en este sentido y su sistema de rayos brillantes es uno de los más curiosos y anómalos.
    El trabajo consiste, en un principio, en la observación de pequeños sistemas radiantes asociados a cráteres tan importantes como Proclus, Messier A, Birt y Menelaus, para pasar posteriormente al estudio de sistemas mas complejos como los de Tycho, Copernicus y Kepler. Este proyecto ofrece la oportunidad de aumentar nuestro conocimiento de la Luna, contribuyendo a la elaboración de un mapa detallado de estas fascinantes formaciones.
    El presente articulo pretende dar una visión de conjunto de la actualidad de la observación lunar. Estos programas muestran lo que se puede hacer y en que proyectos nos podemos implicar si nos gusta mirar la Luna de una forma un poco mas seria y critica. La intención, desde la Sección Lunar del GAS, es desarrollar en próximos artículos cada uno de estos programas de observación de forma mas extensa de manera que pueda servir como guía para todo aquel que quiera participar en ellos y que abra una puerta a la colaboración entre todos los aficionados de nuestro país.
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