Mientras la humanidad imagina vivir fuera del planet, en la luna, Marte y más allá, la cuestión de cómo mantener la vida gira en torno a las necesidades físicas de oxígeno, comida y agua. Sabemos que hay agua en la luna, pero ¿cómo lo encontramos? ¿Está en los cráteres? Las regiones sombreadas? Los polos? Saber dónde mirar les da a los astronautas la mejor oportunidad de vivir con éxito en la luna, algo que, hasta ahora, seguía siendo el material de la ciencia ficción.
Los investigadores de la Universidad de California en San Diego pueden ayudar a llevar la ciencia ficción a la realidad al proporcionar una vara de adivinación para guiar misiones espaciales futuras, incluida la campaña de Artemis de la NASA, que busca explorar y, eventualmente, habitar la luna. Su trabajo aparece en un número especial de Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS) llamado «Agua en la Luna y Marte», que presenta a Artemis I en su portada.
Los investigadores incluyeron el equipo padre-hijo de Mark Thiemens, profesor distinguido de química y bioquímica de UC San Diego, y Maxwell Thiemens, investigador de la Vrije Universiteit Brussel, quien también es alumno de la Institución de Oceanografía de Scripps.
En 1967, el premio Nobel Harold Urey y James Arnold, ambos miembros de la facultad en el Departamento de Química de UC San Diego, estuvieron entre los primeros en recibir muestras lunares del Apolo 11. Urey fue uno de los primeros científicos en teorizar que había agua en la luna, particularmente en las regiones permanentemente sombreadas de los polos de la luna. Hoy, los científicos creen que el agua en la luna se originó en una de las tres fuentes:
- indígena a la luna,
- Creado por vientos solares (donde el hidrógeno del sol reacciona con oxígeno a alta energía en la luna y probablemente Marte para crear agua)
- Deposición (de cometas helados que se han estrellado en la superficie lunar).
En la tierra, las civilizaciones humanas a menudo burbujanan cerca de cuerpos de agua y no sería diferente en el espacio. En la luna, es importante conocer el origen de las fuentes de agua porque dará a los astronautas orientación sobre dónde sería más prudente establecer bases y hábitats.
Para aprender sobre el origen del agua en la luna, Morgan Nunn Martínez (que era un estudiante graduado de UC San Diego en ese momento) extrajo cantidades muy pequeñas de las rocas lunares recolectadas de la misión Apollo 9 de 1969. Puede sonar inverosímil obtener agua de una roca, pero es posible a través de la «liberación térmica», un proceso donde las muestras lunares se calentaron a 50, 150 y 1,000 grados Celsius (122, 302 y 1,832 grados Fahrenheit, respectivamente). Como resultado, estas rocas eran sorprendentemente «húmedas».
Las temperaturas más bajas liberaron moléculas de agua ligeramente unidas, aquellas moléculas que están unidas a otras moléculas (en este caso, roca lunar) a través de una atracción débil. A 1,000 grados Celsius, se liberaron moléculas de agua bien unidas, que están más profundamente incrustadas en la roca.
A través de este proceso, se recolectan moléculas de agua de gas, luego se purifican para que solo permanezca el oxígeno. Luego, el equipo midió la composición de tres isótopos de oxígeno diferentes.
Los isótopos son átomos del mismo elemento que tienen un número variable de neutrones, lo que cambia su masa: cuanto más neutrones, más pesado es el átomo. Estas mediciones son particularmente útiles para determinar el origen y la edad de una sustancia.
Piense en ello como forense espacial. En la forma en que los humanos tienen huellas digitales únicas, los objetos astronómicos, como los cometas y el sol, tienen firmas únicas. Los científicos pueden mirar las mediciones de isótopos de oxígeno y determinar el origen del agua.
Sus datos revelaron que la mayor parte del agua lunar probablemente se originó en la luna misma o de los impactos del cometa. Contrariamente a la creencia popular, los vientos solares no contribuyeron significativamente a las tiendas de agua de la luna.
«Lo bueno de esta investigación es que estamos utilizando las mediciones científicas más avanzadas y respalda las ideas de sentido común sobre el agua lunar, gran parte de esto ha estado allí desde el principio y más fue agregado por estos impactos de cometa helados», declaró Maxwell Thiemens. «El método más complicado de agua solar derivada del viento no parece haber sido tan productivo».
Aunque no es un empuje principal del documento, los investigadores también midieron muestras de Marte. Si el programa Artemis de la NASA puede colonizar con éxito a los humanos en la luna, será un buen augurio para la misión final de habitar a Marte.
«Este tipo de trabajo no se ha realizado antes y creemos que puede proporcionar a la NASA algunas pistas valiosas sobre dónde se encuentra el agua en la luna», dijo Mark Thiemens. «El objetivo real de Artemisa es llegar a Marte. Nuestra investigación muestra que probablemente haya al menos tanta agua en Marte como en la luna, si no más».
Por supuesto, localizar el agua es solo el primer paso. Ser capaz de extraerlo de rocas lunares y suelo en cantidades lo suficientemente grandes como para mantener la vida requerirá más avances tecnológicos y descubrimientos.
Lista completa de autores: Maxwell Thiemens (Vrije Universiteit Bruselel), Morgan Nunn Martínez y Mark Thiemens (UC San Diego).
Esta investigación fue apoyada, en parte, por una Comunidad de Ciencias de la Tierra y Espacio de la NASA, una beca de Amelia Earhart de Zonta International y las recompensas de logros para la Comunidad de Científicos de la Universidad.
