Sombras Oscuras

escuche o descargue esta historia Enero 3, 2006: La Luna es completamente familiar. Podemos verla todo el tiempo, en el cielo azul, durante el día, entre las estrellas y planetas en la noche. Cada niño conoce los contornos de los océanos lunares: el contorno de un Hombre en la Luna o, algunas veces, un Conejo. Esta familiaridad va más allá de las apariencias. La Luna surgió de la Tierra. De acuerdo con las teorías modernas, la Luna nació hace unos 4.5 miles de millones de años cuando un colosal asteroide golpeó nuestro planeta. El material desprendido de la Tierra salió hacia el espacio y se unió a nuestro enorme satélite. Cuando los astronautas del Apolo pisaban esta familiar pieza de casa, no descubrieron que ésta parecía familiar. Desde el polvo eléctricamente cargado hasta el cielo teñido de negro alrededor, la Luna que exploraron era completamente extraterrestre. Hace treinta años sus insólitas experiencias fueron tan conocidas públicamente como el “Hombre en la Luna”. Nada más. Muchas de las mejores historias del Apolo fueron desapareciendo con el paso del tiempo. Incluso personal de la NASA olvidó algunas de estas historias. Ahora, con la NASA volviendo a la Luna en busca de nuevas historias y tesoros, recordamos algunas de las antiguas historias, con una serie de historias de Ciencia@NASA denominadas “Crónicas del Apolo”. Ésta, la primera, explora el sencillo tema de las sombras. Oscuras Sombras En el próximo día soleado, salga al aire libre y mire su sombra. No es muy oscura, ¿verdad? Hierba, acera, dedos del pie – cualquier cosa allí, puede verla completamente bien. Su sombra dentro de la luz proviene del cielo. Moléculas en la atmósfera de la Tierra dispersan la luz solar (azul más que rojo) en todas las direcciones, y algo de esa luz está en su sombra. Mire sus pisadas sombreadas en la fresca nieve soleada: ¡son azules! Sin el cielo azul, su sombra sería profundamente oscura, como un pedazo de noche alrededor. Extraño. Así es exactamente como sucede en la Luna. Para visualizar la experiencia de los astronautas del Apolo, imagínese que el cielo se torna total y absolutamente negro mientras el sol continúa resplandeciendo. Y su oscurecida silueta, diciéndole “Ya no se encuentra en la Tierra”. Las sombras fueron una de las primeras cosas que el astronauta del Apolo 11 Neil Armstrong mencionó cuando pisó la superficie de la Luna. “Está bastante oscuro aquí en la sombra [del módulo lunar] y me es un poco difícil ver si he pisado bien”, comunicó a la Tierra. El módulo lunar Eagle había aterrizado en el Mar de la Tranquilidad con su caja de equipo externo, un compartimiento estibado llamado “MESA”, en la sombra de la nave espacial. Aunque el resplandor del sol caía alrededor de ellos, Armstrong y Buzz Aldrin tenían que trabajar en la oscuridad para desplegar la cámara de TV y varias herramientas de geología. #1# “Es muy fácil ver en las sombras después de adaptarse por un rato”, comenta Armstrong. Pero, añade Aldrin, “debe evitarse moverse hacia atrás y hacia delante desde la luz a la sombra pues su capacidad de percepción tardará más tiempo”. Realmente, las sombras de la Luna no son absolutamente negras. La luz solar reflectada desde el finamente contorneado terreno lunar proporciona una débil iluminación, como lo hace la propia Tierra, la cual es una fuente secundaria de luz en los cielos lunares. Con suficiente tiempo para adaptarse, un astronauta puede ver casi a todas partes. Casi. Considere la experiencia de los astronautas del Apolo 14, Al Shepard y Ed Mitchell: Acababan de aterrizar en Fra Mauro y descargaban diligentemente el módulo lunar. Fuera venía el ALSEP, un grupo de experimentos atornillados a la plataforma. Partes de la plataforma fueron sostenidos por “pernos Boyd”, cada perno ahuecado esta en un tubo utilizado para guiar la herramienta de uso universal (Universal Handling Tool), una clase de llave de los astronautas. Shepard insertaría la herramienta y le daría un giro para liberar la rosca simple, excepto los huecos llenados rápidamente con polvo lunar. La herramienta no entraría de otra manera. El tubo hacía su propia sombra, entonces “Al estaba mirándola, tratando de ver al interior. No podía coger la herramienta, no lograba liberarla – y no podía verla”, recuerda Mitchell. Recuerdo”, agrega Mitchell, “allí en la superficie lunar no hay aire que refracte la luz entonces a menos que se obtenga en forma directa la luz solar, de otro modo no hay forma de que se pueda ver algo. Exactamente la sombra es negra como el carbón. Es un sorprendente fenómeno en un planeta sin atmósfera” #2# Finalmente solucionaron el problema girando la plataforma totalmente hacia abajo y sacudiendo el polvo lunar. Algunos de los pernos Boyd, se soltaron mejor de lo que habían pensado, (cayendo también). Durante el programa Apolo, minúsculas sombras en lugares inesperados irritaban a los astronautas – un tornillo aquí, un indicador de oxígeno bajo allí. Éstas eran las jornadas con menos problemas, principalmente, exceptuando los astronautas cuidadosos de los minutos perdidos en sus exploraciones. Las sombras también pueden ser perjudiciales: Pete Conrad y Al Bean, astronautas del Apolo 12, aterrizaron en el Océano de las Tormentas ubicado a 548,4 metros desde el Surveyor 3, una nave espacial robótica enviada por la NASA a la Luna hace tres años. Una de las principales metas de la misión Apolo 12 era inspeccionar el Surveyor 3, para recuperar su cámara de TV, y ver como ha resistido la nave el implacable ambiente lunar. Surveyor 3 se situó en un cráter superficial a donde Conrad y Bean podían llegar fácilmente – o al menos eso pensaron los que planearon la misión. Los astronautas podían ver el Surveyor 3 desde Intrepid, su módulo lunar. “Recuerdo la primera vez que lo observé”, recuerda Bean. “Pensaba que estaba en una pendiente de 40 grados. ¿Cómo vamos a bajar allí? Recuerdo que hablamos al respecto en la cabina, sobre tener que utilizar cuerdas”. Pero “resultó que [el suelo] era muy plano”, menciona Conrad. ¿Qué sucedió? Cuando aterrizaron Bean y Conrad, el sol estaba bajo en el cielo. La parte superior del Surveyor 3 estaba iluminado por el sol, mientras la parte inferior se encontraba en una profunda oscuridad. “Me engañaron”, dice Bean, “porque, en Tierra, si algo esta soleado en un lado y muy oscuro por el otro, tiene que estar en una enorme ladera”. Al final, bajaron una leve pendiente de 10 grados hacia el Surveyor 3 – no se requirieron cuerdas. #3# Un giro final: Cuando los astronautas miraron las sombras de sus propias cabezas, vieron un extraño resplandor. Buzz Aldrin fue el primero en reportarlo... [hay] un halo rodeando la sombra de mi casco. Armstrong tenía uno también”. Este es el “efecto de oposición”. Les Cowley experto en óptica atmosférica explica: “Las partículas del polvo lunar se adhieren entre sí para hacer inconsistentes estructuras parecidas a torres, denominadas ‘castillos de hadas’ que se funden con las profundas sombras”. Algunos investigadores creen que la superficie lunar esta cubierta con esas torres microscópicas. “Directamente opuesto al sol”, continúa, “cada torre de polvo oculta su sombra y por ello esa área luce más brillante contrastando con lo circundante”. ¿Suena simple? No lo es. Otros factores se suman a los resplandores. La superficie lunar esta espolvoreada con diminutas esferas vidriosas (piense en ellas como gotas de rocío lunar) y minerales cristalinos, que pueden reflectar la luz solar hacia atrás. Entonces hay una “retrodispersión lógica” – partículas de polvo lunar más pequeñas que la longitud de onda de la luz difractan la luz solar, irradiando en dirección al sol. “No conocemos cual factor es más importante”, dice Cowley Podemos experimentar el efecto de oposición aquí en la Tierra, por ejemplo, mirando en sentido opuesto al Sol, un campo de césped alto cubierto de rocío. El halo esta ahí, pero nuestro brillante cielo azul tiende a disminuir el contraste. Para el efecto exacto, tiene que ir a la Luna. Luminosos halos; sombras confusas; castillos de hadas hechos en la Luna. Los astronautas del Apolo en efecto descubrieron un mundo extraño.

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Autor: Dr. Tony Phillips

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El autor quisiera agradecer a: • El fotógrafo Michael Light por facilitar las fotos del Apolo para reproducirlas en esta historia. Mostradas a tamaño real en su libro “Full Moon”, las fotos de Ligth son impresionantes. • Eric Jones quien escribe el Apollo Lunar Surface Journal (Diario Apolo Superficie Lunar). El diario es en su mayoría leído por historiadores del programa Apolo, y es la fuente de las memorias del astronauta reportados aquí. • Les Cowley por compartir sus cavilaciones acerca de las sombras en la Luna, y por varias contribuciones sin ánimo de lucro para la redacción. La página web de Les Atmospheric Optics es una importante fuente de información sobre luz y sombra. Más trucos de las extrañas sombras Después del incidente con el Surveyor 3, Bean y Conrad fueron engañados de nuevo: “Algo verdaderamente interesante sucedió con el colector del viento solar”, comunica Bean a la Tierra desde el interior de Intrepid. “Cuando la dejé ayer era una hoja plana, pero cuando la miro ahora, estaba plegada hacia atrás alrededor del poste que la sostenía. Mirándola casi parece una vela en el viento. Abultándose al frente y curvándose a los lados. Esto es realmente extraño” #4# “Sospecho que tiene un viento solar bastante fuerte”, se burló Ed Gibson por radio desde el puesto de control en Huston. Gibson sabía, al igual que Bean, que el viento solar es muy diáfano como para ondear una vela. Ciertamente, cuando Bean salió a tomar fotos del colector, descubrió que la hoja parecía completamente normal. “Supongo que era una clase de ilusión óptica desde la nave espacial”, reportó. “Lo que realmente engaña”, explica después, “es la relativa claridad y la oscuridad de las sombras en los objetos. [Nosotros] miramos el viento solar, y pensamos ‘Hombre, esta realmente doblada la hoja en el poste’. Pero salimos y observamos que no era así”. El Efecto de Oposición En el texto principal, el autor menciona que se puede experimentar el efecto de oposición en Tierra “mirando un campo de césped alto cubierto de rocío”. Este es un ejemplo del efecto de oposición que combina la retrodispersión de la luz por las gotas de agua y las sombras ocultas en el césped. El efecto de oposición lunar combina un fenómeno similar: “gotas de rocío lunar” y sombras ocultas por el polvo lunar.