La Luna es el único satélite de la Tierra. Con un diámetro de 3.475 km es el quinto satélite más grande del Sistema Solar, mientras que en cuanto al tamaño proporcional respecto de su planeta es el satélite más grande: un cuarto del diámetro de la Tierra y 1/81 de su masa¹. Al tener menos masa, su gravedad es sólo un sexto de la terrestre.

       De hecho podríamos considerar al sistema Tierra-Luna como un planeta doble, en el que cada uno orbita alrededor de un centro de gravedad común. La consecuencia de esto es que la gravedad terrestre, por el efecto de marea, ha trabado gravitatoriamente a la Luna, de forma que su periodo de rotación coincide exactamente con el de traslación alrededor de la Tierra por lo que presenta siempre un mismo hemisferio hacía la Tierra, la cara visible. El otro hemisferio, la cara oculta, ha sido obviamente desconocido hasta la segunda mitad del siglo XX, en el que el desarrollo de la astronáutica permitió enviar sondas que lo fotografiaron. Así mismo, la Luna –y en menor medida, el Sol- produce efectos de marea en la Tierra, muy evidentes en los océanos, con subidas y bajadas del nivel del agua que, en algunos lugares, pueden ser bastantes metros. Un efecto asociado es que las mareas frenan a la Tierra en su rotación (pierde energía debido a la fricción de los océanos con el fondo del mar), y dado que el sistema Tierra-Luna tiene que conservar el momento angular, la Luna lo compensa alejándose, actualmente, 38 mm cada año, como han demostrado las mediciones láser de la distancia, posibles gracias a los retro-reflectores que los astronautas dejaron en la Luna. Al mismo tiempo, la duración del día terrestre va aumentando poco a poco.

 

ORIGEN DE LA LUNA

         El origen de la formación de la Luna es un interrogante que aún no ha sido contestado en forma completamente satisfactoria. Se han propuesto varias teorías alternativas, todas las cuales presentan tanto soluciones como dificultades a las dudas planteadas.

• Teoría de la fisión: Sostiene que la Luna formó parte de la Tierra en los primeros tiempos de existencia de ésta y, por la fuerza centrífuga debida a la rotación, de alguna manera la Luna se separó y fue lanzada haca su órbita actual. Los análisis químicos de las rocas lunares no han permitido eliminar dicha posibilidad, pero hay muchas preguntas sin resolver en cómo se separaron Tierra y Luna y como ésta comenzó a girar alrededor de la primera.
• Teoría de la co-formación: Según esta teoría la Tierra y la Luna se formaron conjuntamente en los inicios de la formación del Sistema Solar. A partir de la nube original de polvo cósmico, por la gravedad, se integraron dos cuerpos que, debido a su cercanía, persisten emparejados. No obstante, no explica como dos cuerpos de tamaño planetario se situaron a tan sólo 385.000 km. Tampoco puede explicar el momento angular del sistema Tierra-Luna.
• Teoría de la captura: Otros científicos, apoyándose en diferencias entre las rocas lunares y las terrestres, sostienen que Luna debió formarse en otra zona del Sistema Solar, siendo luego capturada por la gravedad de la Tierra al pasar demasiado cerca de ésta. La principal dificultad de esta teoría es la improbabilidad de que un cuerpo del tamaño de la Luna se dirigiera hacia la Tierra y fuera atrapado por su campo gravitatorio en vez de estrellarse o, sencillamente, pasar de largo.
• Teoría del impacto: Es la más aceptada actualmente. Un cuerpo del tamaño de Marte chocó con la Tierra en su primera época. El impacto proyectó al espacio gran cantidad de rocas, que se unieron para formar nuestro satélite. Los impactos gigantescos no eran infrecuentes en los primeros tiempos del Sistema Solar. Los modelos informáticos de una gran colisión a través de simulaciones computacionales concuerdan con las mediciones del momento angular del sistema Tierra-Luna, y el pequeño tamaño del núcleo lunar; a su vez demuestran que la mayor parte de la Luna proviene del impacto, no de la joven Tierra. La cuenca del océano Pacífico pudiera ser la cicatriz que dejó el impacto en la Tierra.

 

RELIEVE LUNAR

     Desde la antigüedad y hasta el siglo XVII, por razones filosóficas y teológicas, se pensaba que la Luna, al igual que el resto de los cuerpos celestes era un disco perfecto y perfectamente pulido, como un espejo. No obstante, era evidente que su superficie presentaba zonas claras y otras más oscuras, como si tuviese manchas. Esto se explicaba, también filosóficamente y teológicamente, argumentando que su proximidad a la Tierra hacía que se “contaminase” de la corrupción y el pecado que dominan nuestro planeta, y por eso tenía manchas.

     Fue Galileo quien, en 1609, mirando la Luna a través de un telescopio, vio que ésta tenia montañas y valles y zonas llanas que tomó por mares, por lo que aún hoy día seguimos denominándolos mares. También pudo observar que la superficie lunar estaba salpicada por multitud de cráteres y depresiones, como salpicaduras de viruela, que hoy sabemos que son los restos de impactos meteoríticos. Estos cráteres han permanecido prácticamente inalterados desde su formación dado que la ausencia de atmósfera y agua en la Luna hace que no haya erosión y, así como en la Tierra los cráteres de impacto acaban difuminándose en poco tiempo a escala geológica, en la Luna permanecen y se acumulan, a veces unos sobre otros.

    

Los mares son cuencas llanas, más bajas que las montañas circundantes, que en el transcurso de millones de años fueron llenándose con afloraciones del magma lunar que es de un color más oscuro, y con una espesa capa de polvo y rocas procedente de los impactos meteoríticos y de la permanente “lluvia” de polvo procedente del espacio. Con todo, es interesante remarcar que toda la superficie lunar en su conjunto es bastante oscura, de hecho su índice de reflexión de la luz es similar al del carbón. Actualmente la Luna es un mundo geológicamente muerto o casi. Los sismógrafos allí instalados han detectado unos 3.000 terremotos anuales, cuando en el mismo tiempo se producen cientos de miles en la Tierra. Además los terremotos lunares son de muy baja intensidad y se cree que en su mayoría están provocados por los efectos de marea ocasionados por la gravedad terrestre.

     El desconocimiento de cómo era la cara oculta hizo que se especulara, a veces de forma muy fantasiosa, con si podría ser diferente a la visible. La duda quedó resuelta en 1959 cuando la sonda soviética Luna 3 rodeó el satélite y envió fotografías. La cara oculta es igual que la visible, aunque con menos mares y muchos más cráteres. Se ignoran las causas.

 

ÓRBITA DE LA LUNA

     El movimiento de todos los cuerpos celestes es complejo. Los planetas y satélites del Sistema Solar presentan, más allá de sus respectivos movimientos de rotación y traslación, diversas irregularidades y oscilaciones o balanceos.

     La Luna no es una excepción. Su órbita, como la de todos los astros, no es perfectamente circular si no que es elíptica con la Tierra en un foco, lo que hace que su velocidad angular varíe de un máximo en el perigeo a un mínimo en el apogeo y está inclinada unos 5º respecto al ecuador terrestre. Además está muy perturbada por la influencia gravitatoria de la Tierra, pero también del Sol e incluso de los demás planetas, por lo que sus oscilaciones y balanceos, aunque de poca entidad, son en extremo complejos. De hecho para calcular bien la posición de la Luna hay que tener en cuenta varios cientos de variables. Una consecuencia positiva de todo esto es que, en sus sucesivos balanceos, se puede observar parte de la cara oscura, de forma que en realidad la parte visible es más de la mitad, concretamente el 59%.

     La manifestación más notoria del movimiento de la Luna son sus fases. El hecho de que la Luna pase por fases se explica fácilmente en el hecho de que refleja la luz del Sol y, según en qué punto de su órbita esté con relación a nosotros y el Sol, veremos todo, una parte o nada de su superficie iluminada.

Sin embargo esto no era tan evidente en la antigüedad donde, normalmente Sol, Luna y planetas eran dioses y todo lo que pasaba en los cielos tenía una explicación fantástica y mitológica. Así cuando la Luna entraba en la fase de menguante y acaba por desaparecer, la explicación usual era que estaba siendo tragada por alguna deidad maligna. Al poco renacía una Luna nueva, de ahí el nombre de la fase. Fueron los antiguos astrónomos griegos quienes se percataron que las fases de la Luna guardaban siempre una relación entre su posición y la del Sol y dieron la explicación correcta.

Otra consecuencia, ya mencionada, de las modificaciones inducidas en la órbita lunar por las mareas ocasionadas por la gravedad terrestre, es que nuestro satélite se está alejando casi 4 cm cada año, al tiempo que el día terrestre se va alargando poco a poco. En teoría, dicha separación debería prolongarse hasta que la Luna tardara 47 días en completar una órbita alrededor de nuestro planeta, momento en el cual nuestro planeta tardaría 47 días en completar una rotación alrededor de su eje, de modo similar a lo que ocurre en el sistema Plutón-Caronte. Sin embargo, la evolución futura de nuestro Sol puede trastocar este proceso. Es posible que al convertirse nuestra estrella en una gigante roja dentro de varios miles de millones de años, la proximidad de su superficie al sistema Tierra-Luna haga que la órbita lunar se vaya cerrando hasta que la Luna esté a alrededor de 18.000 kilómetros de la Tierra -el límite de Roche-, momento en el cual la gravedad terrestre destruirá la Luna convirtiéndola en unos anillos similares a los de Saturno.

    Pero por el momento, la Luna está de nosotros a una distancia tal que, vista desde aquí, tiene el mismo tamaño aparente que el Sol. Eso ocasiona el extraordinario fenómeno de los eclipses de Sol, cuando la Luna se sitúa en medio de la línea Tierra-Sol, y proyecta su sombra sobre la superficie de la Tierra. Análogamente, cuando es la Tierra la que se interpone en la línea Sol-Luna, es nuestro planeta el que proyecta su sombra sobre ella, produciéndose entonces un eclipse de Luna, en el que ésta no llega a oscurecerse completamente, sino que se ve de color rojizo oscuro debido a que le alcanzan algunos rayos de luz refractados en la atmósfera terrestre. Sin embargo, como se ha dicho, la órbita lunar es elíptica, lo que quiere decir que no está siempre a la misma distancia de la Tierra, y cuando la posición de eclipse solar se produce estando la Luna algo más alejada de nosotros, lógicamente se ve un poco más pequeña y no llega a cubrir completamente el disco del Sol. Tenemos entonces un eclipse anular de Sol.

 

EXPLORACIÓN DE LA LUNA

     Es lógico que la Luna, por su proximidad, haya sido el astro más estudiado y el más explorado, una vez se tuvo tecnología aeroespacial. Son muy numerosas las naves que han sido enviadas a la Luna, bien a orbitarla o a posarse en ella, por lo que no vamos a entrar en detallarlas. Sólo recordar que la exploración lunar por medios de naves se inició a finales de los años 50 del siglo pasado y durante los los años 60. En esta exploración inicialmente fue la Unión Soviética quien llevaba la delantera, y suyas fueron las primeras naves que orbitaron la Luna –consiguiendo así las primeras imágenes de la cara oculta- y quien primero consiguió hacer alunizar un ingenio no tripulado. Al poco les adelantaron los norteamericanos quienes consiguieron la extraordinaria hazaña de enviar personas a Luna y hacerlas regresar ilesas.

     El programa estadounidense Apolo envió astronautas a la Luna en seis ocasiones. Luego, una vez ya conseguido el prestigio político y científico, el interés decayó y desde entonces no se ha vuelto a hacer. Es lamentable por muchas razones pero especialmente desde el punto de vista científico, ya que construir una base estable en la Luna nos permitiría avanzar enormemente en nuestro conocimiento sobre el Universo, especialmente si se construye en la cara oculta donde estaría libre de la contaminación lumínica y radioeléctrica de la Tierra. Una esperanza para que algún día esto sea realidad es el haber descubierto la existencia de agua en forma de hielo, oculta en lo profundo de cráteres a donde no llega nunca la luz del Sol. Son cantidades muy pequeñas de agua pero lo suficientemente significativas para facilitar la colonización lunar por un número reducido de personas, al no tener que transportar el agua desde la Tierra.

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[1] Caronte, satélite de Plutón, aún es proporcionalmente más grande con respecto a Plutón que la Luna respeto a la Tierra. Ambos se han trabado mutuamente y se presentan siempre la misma cara el uno al otro, al estilo de unas pesas de halterofilia. Pero Plutón, actualmente, no es considerado un planeta.