LA LUNA: VISIÓN HISTÓRICA Y COSMOLÓGICA Por: Fiorella Santis. Alumna del Colegio Piamarta

Se llamo Luna por los romanos, Selene y Artemisa por los griegos, y muchos otros nombres en otras mitologías. La Luna, por supuesto, ha sido conocida desde tiempos prehistóricos. Único satélite natural de la Tierra, el quinto más grande del Sistema Solar que por su cercanía con nuestro planeta siempre ha despertado la curiosidad del ser humano y también ha concentrado su atención, en especial de los científicos y desde siglos ha inspirado a muchos artistas y poetas.

Figura 1. Visión Completa de la Luna

Datos sobre la Luna La Luna es un satélite cuyo diámetro medio es de 3.476 Km, lo que equivale a 0,27 veces el diámetro ecuatorial terrestre, su masa es de aproximadamente de 1/81 de la de la Tierra. La aceleración de gravedad en su ecuador no supera 1,627 m/s², lo cual hace que en su superficie los cuerpos parezcan unas 6 veces más ligeros que en la Tierra. Su volumen es de 2,2 x 1019 m, su velocidad de escape es 2,37 Km/seg y su densidad es 3,34 g/cm . Relieve Lunar La Luna es un lugar cubierto de cráteres de distintos tamaños y también posee amplias planicies, que entre otros forman el relieve lunar. Se distinguen principalmente: • MARES: Vastas extensiones llanas, oscuras formadas por rocas basálticas y generalmente bordeados de montañas, que los científicos

www.astronomos.cl

1

alguna vez tomaron como mares, de ahí su nombre. Algunos de contorno irregular se ramifican en golfos, cabos o lagos. • CONTINENTES: Regiones claras montañosas y llenas de cráteres, las montañas más altas alcanzan los 8.200 metros. • CRÁTERES: Depresiones circulares o poligonales causadas por impactos de meteoritos. El mayor tiene 270 km de diámetro y el más profundo se hunde 7.250 km. Los más pequeños que podemos observar desde la Tierra miden 1 km de diámetro.

Figura 2. Relieve Lunar Eclipses Lunares El movimiento de la Luna en torno a la Tierra da origen a los eclipses. La Luna bloquea temporalmente la Luz que el Sol da a alguna de ellas. La Luna al atravesar la sombra de la tierra se produce un eclipse lunar que puede ser parcial o total y ocurre siempre en plenilunio. El eclipse comienza cuando la Luna entra en la penumbra terrestre. A medida que la Luna avanza en su movimiento la sombra que la Tierra proyecta sobre ella se hace más grande y toma una forma curva muy especial. La forma de esta sombra sugirió a Aristóteles que la Tierra es esférica. Al seguir moviéndose la Luna entra por completo en la umbra terrestre, viéndose de una tonalidad rojo oscuro. A partir de ese instante el eclipse lunar es completo.

www.astronomos.cl

2

Figura 3. Etapas de un Eclipse La Órbita Lunar y la Eclíptica La Luna gira alrededor de la Tierra a una distancia media de 384.400 km (356.375 km en el punto más próximo de su orbita y 406.720 km en el punto más lejano), a una velocidad de unos 3700 km/h. El plano orbital de la Luna forma un ángulo de cinco grados con la eclíptica. Los puntos en que la orbita lunar corta con la eclíptica se llaman nodos, para que haya un eclipse de Luna, esta ha de estar sobre un nodo y alineada con el Sol.

Figura 4. Inclinación de la órbita lunar Rotación y Traslación de la Luna Al observar el cielo nocturno la Luna parece cambiar de forma. A veces la vemos como un delgado creciente, otras veces llena, para otra vez comenzar a reducirse. Pero no es la Luna propiamente tal la que cambia de forma, si no que cambia la parte de ella que refleja la luz del Sol. Estos cambios se producen debido al movimiento de traslación de la Luna, la que, al igual que la Tierra posee movimiento de rotación y traslación. La Luna demora lo mismo en dar una vuelta a la Tierra que en girar sobre si misma, es decir su periodo de traslación es igual que el de rotación, es por eso que siempre nos muestra la misma cara. Estos periodos duran 27,3 días.

www.astronomos.cl

3

Fases de la Luna Los cambios de apariencia de la Luna que vemos son las llamadas fases lunares. Estas dependen de la posición de la Luna, la Tierra y el Sol. Cuando hablamos de Luna Nueva es cuando esta se ubica entre el Sol y la Tierra. Durante esta fase no podemos ver la Luna, pues nos muestra su lado oscuro. Esta fase no dura mucho.

Figura 5. Luna Nueva Luego de la Luna Nueva, la Luna entra en fase creciente durante la cual la Luna gradualmente aumenta de tamaño. Al día siguiente de la Luna Nueva se ve en el cielo una delgada franja de Luna. Pasada una semana ves la mitad de la Luna iluminada, esta fase recibe el nombre de Primer Cuarto o Cuarto Creciente. Posteriormente las fases siguen avanzando y la parte visible de la Luna sigue aumentando.

Figura 6. Cuarto Creciente La Luna Llena ocurre cuando vemos la cara de la Luna completamente iluminada por el Sol.

Figura 7. Luna Llena

www.astronomos.cl

4

Después de la Luna Llena viene la fase decreciente o menguante, que se caracteriza por una secuencia en la cual la zona de la Luna iluminada por el Sol va disminuyendo. Esta fase menguante se inicia con el término de la Luna Llena y se extiende hasta la Luna Nueva.

Figura 9. Cuarto Menguante El ciclo lunar dura 29,5 días. La diferencia entre la duración de las fases de la Luna y el periodo de giro de esta en torno a la Tierra, se debe a la rotación de la Tierra en torno al Sol. La Otra Cara de la Luna La coincidencia entre la duración del periodo de rotación y traslación de la Luna, como ya se menciono, provoca que siempre veamos la misma cara. Esta especie de misterio intrigó al hombre por mucho tiempo. Nadie había visto el otro lado de la Luna hasta que en 1959 la nave espacial Luna 3 voló detrás de nuestro satélite. Este lado resultó ser igual al que vemos, salvo por la ausencia de mares. Desde entonces la han explorado varias sondas, con lo que se ha podido elaborar detallados mapas de estas zonas. A esta cara se le suele llamar “El lado oscuro de la Luna” no significa que el otro lado de la Luna este siempre oscuro. No hay ningún “lado oscuro” de la Luna; todas las partes de la Luna reciben en algún momento la luz del sol. Algunos usos del término “lado oscuro” en el pasado se pueden haber referido al lado lejano como “oscuro” en el sentido de “desconocido” Las Mareas Las mareas son ascensos y descensos periódicos del nivel de las aguas del mar. Son el resultado de la atracción gravitatoria de la Luna y en menor medida del Sol sobre la superficie de los océanos. La mayoría de las costas tienen una o dos mareas altas y bajas cada día. Las mareas se presentan con cierta regularidad, por lo que se pueden predecir. La atracción de la Luna se combina con el movimiento de rotación de la Tierra para producir el desplazamiento de volúmenes protuberantes de agua. Se forman dos abultamientos en los lados opuestos, uno de ellos cercano a la Luna y el otro en el lado opuesto a la Tierra. Mientras que la Tierra gira, estos abultamientos de agua siguen a la Luna en su recorrido en torno a la Tierra. El máximo nivel alanzado por las mareas se llama pleamar y el mínimo, bajamar. Las mareas, cuando la

www.astronomos.cl

5

Tierra se encuentra en línea recta con el Sol y la Luna, son mas intensas (Luna Llena y Luna Nueva) y se habla de Mareas Vivas. Si la Tierra, el Sol y la Luna forman un ángulo recto (Cuarto Creciente y Menguante), las mareas son menos intensas y se les llama Mareas Muertas. Composición de la Luna Los análisis realizados a las muestras traídas a la Tierra por las diversas misiones Apolo revelan que la Luna está compuesta principalmente por material volcánico y que su composición es bastante similar a la de nuestro planeta. También se realizaron pruebas sísmicas y mediciones de densidad las que sugieren que la Luna tiene una corteza de roca basáltica, mide 60 km de espesor en la zona que nosotros vemos y de 100 km en la opuesta. Bajo la corteza existe un manto de unos 1000 km de espesor inmóvil desde hace 3000 millones de años, rico en piroxeno. Una parte liquida de este manto se encuentra hacia el interior. En el centro existe un núcleo sólido rico en hierro. Sus elementos constituyentes son: Silicio, oxígeno, aluminio, calcio, hierro, magnesio, titanio, sodio, potasio, cromo, manganeso, fósforo, torio, uranio, entre otros elementos menores.

La Carrera por llegar a la Luna

La lucha por la supremacía a nivel mundial también se manifestó en la competencia por el conocimiento y la conquista del espacio. Al comienzo la Unión Soviética llevó la delantera: el 4 de octubre de 1957 logran poner en orbita por primera vez en la historia un satélite artificial, el Sputnik. Cuatro años más tarde Yuri Gagarin se convirtió en el primer hombre que rodeo la Tierra en una nave espacial. En 1958 los norteamericanos crearon la NASA (National Aeronautics and Space Administration), un organismo paraestatal encargado de planificar y coordinar todos los programas civiles de exploración astronáutica y aeronáutica. En los años siguientes Estados Unidos invirtió grandes recursos en un ambicioso plan espacial cuyo objetivo era lograr enviar una nave tripulada a la Luna. La Unión Soviética logró enviar una nave no tripulada a la Luna la que aterriza aparatosamente no sin antes lograr enviar cierta información. Luego vendrían las sondas Luna 2, 3, 4 y las americanas Pioneer 4 que logró pasar a 37.000 millas de la Luna, Ranger, Surveyor y el Luna Orbiter así como recientemente el Lunar Prospector. Podríamos clasificar en dos grandes grupos las naves espaciales que han ido a la Luna. Por una parte, las Misiones lunares no tripuladas y por otra las Misiones lunares tripuladas.

www.astronomos.cl

6

Algunas Misiones lunares no tripuladas -

Luna 2 (URSS, 1959) Luna 3 (URSS, 1959) Ranger 7 (EEUU, 1964) Luna 9 (URSS, 1966) Surveyor 1 (EEUU, 1966) Surveyor 3 (EEUU, 1967) Luna 16 (URSS, 1970) Luna 17 (URSS, 1970) Luna 21 (URSS, 1973) Clementine (EEUU, 1994) Lunar Prospector (EEUU, 1998) Smart 1 (Europa, 2004)

Misiones lunares tripuladas - Apolo VIII (EEUU, 1968). Da diez vueltas a la Luna con los astronautas Borman, Lovell y William A. Anders. - Apolo X (EEUU). Da 31 vueltas a la Luna con los astronautas Stafford, John W. Young y Eugene A. Cernan. - Apolo XIII (EEUU, 1970). Tuvieron que volver a la Tierra antes de poder alunizar a causa de una avería. A bordo iban los astronautas Lovell, Frío W. Haise y John L. Swigert. Las Misiones lunares tripuladas que consiguieron que los astronautas que llevaban, pudiesen pisar la Luna y explorarla, fueron las siguientes: - Apolo XI (EEUU, 1969). Astronautas: Edwin E. Aldrin, Michael Collins y Neil Armstrong. Bajan a la Luna con el módulo lunar Eagle, Armstrong y Aldrin. - Apolo XII (EEUU, 1969). Astronautas: Charles Conrad, Richard F. Gordon y Alan L. Bean. - Apolo XIV (EEUU, 1971). Astronautas: Shepard, Edgar D. Mitchell y Stuart A Rubia. - Apolo XV (EEUU, 1971). Astronautas: David R. Scott, James B. Irwin y Alfred M. Worden. - Apolo XVI (EEUU, 1972). Astronautas: Young, Charles Moss Duke y Thomas Kenneth Mattingly. - Apollo XVII (EEUU, 1972). Astronautas: Cernan, Harrison H. Smith y Ronald E. Evans Todos ellos lograron enviarnos información acerca de la superficie lunar de la que se posee su topografía en detalle, y sirvieron como base para ubicar el mejor lugar para que una nave tripulada pueda alunizar sin ningún inconveniente. Es así como en 1969, los viajes a la Luna dejan de ser mera ciencia-ficción y pasan a ser toda una realidad, el Saturno V despega del Centro Espacial Kennedy llevando consigo a la Misión del Apolo XI, el hombre que pondría la primera huella humana sobre la faz lunar sería Neil Armstrong, la fecha: 20 de Julio de 1969.

www.astronomos.cl

7

Las misiones Apolo trajeron a la Tierra mucho material para investigar, aproximadamente unos 400 kilogramos de roca lunar han sido examinados minuciosamente. Pero siempre quedaron dudas respecto a la composición real de la estructura lunar, principalmente su geología y existían muchas preguntas respecto a las zonas que no habían podido ser exploradas. Las misiones Apolo finalizaron sus labores en 1972, año a partir del cual no hubo más viajes tripulados a dicho satélite. En 1994 la sonda Clementine logró hallar indicios de agua en estado sólido en la Luna, específicamente en un cráter situado al sur del satélite y a una profundidad de varios kilómetros. La mayor parte de nuestros conocimientos sobre la estructura de la superficie Lunar y geología de la Luna proviene de los aterrizajes de la serie Apolo y de las muestras de material Lunar que fueron traídas de vuelta a la Tierra. A pesar de esto, no estamos todavía seguros de cómo se formó la Luna, pero también cabe mencionar que más allá de los fines científicos y el hambre de conocimiento que llevo a explorar el espacio, existió también un afán por ser superior, demostrar el desarrollo e imponerse como potencia mundial de los dos protagonistas de la carrera espacial: Estados Unidos y la Unión Soviética. Los avances de la Unión Soviética al comienzo de la carrera espacial conmociono a los Estados Unidos que estaban convencidos que su modo de vida y su organización garantizaba que siempre estuvieran a la vanguardia científica y técnica. Al cumplir uno de los más grandes sueños de la humanidad: llevar al hombre a la Luna, Estados Unidos logro la superar a la Unión Soviética en la carrera espacial. El Viaje a la Luna El Apolo XI inicio su viaje el 16 de julio de 1969. La tripulación se componía de Neil Armstrong como jefe de la misión, Edwin Aldrin como copiloto del modulo lunar y Michael Collins como copiloto del modulo de mando. El modulo lunar permaneció 21 horas y 38 minutos en la Luna. Neil Armstrong fue el primer hombre que piso la Luna diciendo la histórica frase: “Para el hombre un pequeño paso, mas un gran salto para la humanidad”.

Figura9. Logo del módulo lunar Eagle

www.astronomos.cl

8

Luego lo seguiría Aldrin, mientras miles de espectadores de todo el mundo observaban los hechos a través de sus pantallas de televisión. Ambos astronautas recorrieron la superficie lunar durante 2 horas y 4 minutos recolectando muestras que luego traerían a la Tierra e instalando diversos instrumentos de medición. También dejaron en la Luna una placa metálica con la leyenda “Aquí hombres de la Tierra pusieron el pie por primera vez sobre la Luna, Julio de 1969. Vinimos en paz por toda la Humanidad”. La inscripción fue firmada por el presidente Nixon y los tres astronautas. También se dejo en la Luna un disco de sílice, de 4 cm de diámetro con mensajes de buena voluntad de 73 dirigentes mundiales y 3 ex-presidentes de Estados Unidos.

Figura 10. Astronauta sobre la superficie lunar

Algo más sobre la Luna... • Tampoco hay volcanes activos en la Luna, ya que su interior no está caliente y activo como la Tierra. Los "lunamotos" son millones de veces menos potentes que los terremotos y tienen poco o ningún efecto sobre la superficie lunar. Así que los cráteres formados por meteoros en la Luna permanecen por mucho tiempo. • La tonalidad rojiza de la Luna mientras dura el eclipse total se debe a la luz solar refractada por la atmósfera terrestre. • La Luna brilla porque refleja la luz del Sol que cae sobre su superficie. Sin embargo la Luna solo refleja el 7% de la luz que recibe. • La inclinación del plano de rotación de la Luna con respecto a la Eclíptica es lo que impide que veamos un Elipse Solar cada mes durante la Luna Nueva. • La Luna no tiene atmósfera porque su gravedad es demasiado débil como para retener los gases, es por eso que en la Luna no hay nubes, ni lluvia, ni viento. El polvo y las rocas que esta en la superficie lunar permanecerán intactos. Además si no hay viento, ni lluvia tampoco hay

www.astronomos.cl

9

erosión de su superficie, esta es una de las razones por las que los cráteres se conservan.

Figura 11.Eclipse Total de Luna

Sí Usted Viajara a la Luna... • Al igual que los astronautas que fueron a la Luna, tendría que llevar su propio oxígeno a la superficie lunar. También necesitaría un traje espacial para protegerse de la intensa radiación del Sol, porque la Luna no tiene atmósfera para bloquear los rayos dañinos. • Aunque su traje espacial podría ser pesado, no lo notaría mucho. Se sentiría más ligero en la Luna, gracias a la fuerza gravitacional débil. • Ya que no hay atmósfera en la Luna, el cielo es negro, aún durante el día. Dependiendo en donde descendiera, podría ver la Tierra brillando en el cielo.

Figura 12. Vista de la Tierra desde la Luna

www.astronomos.cl

10

Los Efectos de la Luna sobre las personas Durante mucho tiempo las fases de la Luna, especialmente de la luna llena, han sido relacionadas con las tasas de nacimientos y no solo eso, también con el crimen, suicidios, desastres y locura. Inclusive se ha hablado de hombres-lobo. Muchos estudios han sido realizados para encontrar alguna correlación de la luna llena (o cualquier otra fase) con comportamientos o eventos biológicos humanos. Hasta ahora no se ha encontrado nada interesante. Se han realizado y analizado muchos estudios sobre efectos lunares, no encontrando correlación alguna de las fases lunares sobre más de 20 variables posibles, siendo una de ellas la tasa de nacimientos. Algunos suponen que es durante la luna llena donde se producen más nacimientos. Otros, sin embargo, aseguran que el "cambio de luna" es el responsable. Esto es, las fases intermedias entre luna llena, nueva, cuarto creciente y cuarto menguante. Nótese que como las fases de la luna en realidad son nociones arbitrarias, basadas en la manera en cómo la vemos por su tipo de iluminación recibida por nuestro Sol, el cambio de sombra a luz y viceversa del satélite es un proceso constante y permanente. Siguiendo este lineamiento, todos nosotros habríamos nacido en un "cambio de Luna". Glosario: Alunizar: posarse en la superficie de la Luna un aparato astronáutico. Basalto: Roca volcánica, comúnmente negra o verdosa y muy dura. Eclíptica: circulo máximo de la esfera celeste con una inclinación de 23º27’ y señala el curso aparente del sol durante el año. Piroxeno: Silicato de hierro. Calcio y magnesio muy duro y de color blanco verde negruzco que forma parte de diversas rocas. Plenilunio: Luna Llena Sílice: Cuarzo, pedernal. Compuesto resultante de la combinación de le silicio con el oxigeno abunda en la naturaleza formando el cuarzo, el pedernal, etc. Bibliografía: • • • • • • •

www.escolar.com/geogra/10luna.htm www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/celeste/luna/luna.htm www.fcfm.vanl.mex/astronomía/capitulo1.htm www.solarviews.com/span/moon.htm www.oarval.org/section3_7sp.htm Ciencias Naturales 2º Año Medio: Física, Editorial Mc Graw Hill, 2003 Libro del Espacio, Editorial ZIG-ZAG, Santiago,1996

www.astronomos.cl

11