Investigación advierte sobre contaminación en futuras misiones lunares

Los científicos se prepararon para una nueva era de exploración lunar, pero un reciente estudio advirtió que cada aterrizaje podría dejar más que simples huellas. Los investigadores encontraron que el metano liberado en el escape de las naves espaciales podría propagarse sorprendentemente rápido por la superficie de la Luna, contaminando regiones que podrían preservar pistas químicas sobre cómo surgió la vida en la Tierra.

Los hallazgos indicaron que incluso un aterrizaje cerca del Polo Sur lunar podría enviar moléculas de metano "saltando" a través de la superficie lunar hacia el Polo Norte en menos de dos días lunares. A medida que más gobiernos, empresas privadas y ONGs planifican misiones a la Luna, los investigadores destacaron la creciente importancia de comprender cómo la exploración podría afectar los futuros descubrimientos científicos.

El estudio fue publicado en el Journal of Geophysical Research: Planets, una revista de la American Geophysical Union centrada en la ciencia planetaria.

"Estamos tratando de proteger la ciencia y nuestra inversión en el espacio", expresó Silvio Sinibaldi, oficial de protección planetaria en la Agencia Espacial Europea y autor principal del estudio. La Luna ofrece una oportunidad única para estudiar la historia temprana del sistema solar, pero, paradójicamente, "nuestra actividad puede obstaculizar la exploración científica".

Hielo lunar antiguo podría preservar pistas sobre la vida

Cerca de los polos lunares hay cráteres que nunca reciben luz solar (llamados regiones permanentemente en sombra). Estos entornos congelados contienen hielo que podría haber atrapado material traído por cometas y asteroides hace miles de millones de años.

Los científicos creen que esos depósitos podrían incluir "moléculas orgánicas prebióticas", ingredientes químicos que podrían haber formado los primeros bloques de construcción de la vida, incluido el ADN. Si los investigadores pueden examinar esas moléculas en su estado original, podrían obtener nuevas perspectivas sobre cómo se desarrolló la vida en la Tierra.

La superficie cambiante de la Tierra ha borrado gran parte de esta evidencia antigua. En contraste, partes de la Luna han permanecido prácticamente inalteradas durante miles de millones de años, convirtiéndolas en un archivo ideal de la historia temprana del sistema solar. Las regiones permanentemente en sombra son especialmente valiosas porque sus temperaturas extremadamente frías ayudan a atrapar y preservar moléculas. Sin embargo, esos mismos "trampas frías" también podrían recolectar compuestos orgánicos liberados por las naves espaciales visitantes, oscureciendo el material prístino que los científicos esperan estudiar.

Simulaciones por computadora rastrean el metano de las naves espaciales

Para investigar el problema, Sinibaldi y la autora principal Francisca Paiva, física del Instituto Superior Técnico, desarrollaron un modelo computacional detallado utilizando la misión Argonaut de la Agencia Espacial Europea como caso de estudio.

El equipo simuló cómo el metano, el principal compuesto orgánico producido durante la combustión de los propulsores de Argonaut, se propagaba tras un aterrizaje cerca del Polo Sur lunar. Si bien estudios anteriores habían examinado el movimiento de moléculas de agua en la Luna, esta investigación es la primera en modelar el comportamiento de una molécula orgánica como el metano. Las simulaciones también incorporaron los efectos del viento solar y la radiación UV.

"Intentamos modelar miles de moléculas y cómo se mueven, cómo colisionan entre sí y cómo interactúan con la superficie", comentó Paiva, quien fue estudiante de maestría en KU Leuven y pasante en la Agencia Espacial Europea durante la investigación. "Requirió mucha potencia computacional. Tuvimos que ejecutar cada simulación durante días o semanas".

El metano puede propagarse por la Luna en días

Las simulaciones mostraron que el metano alcanzaba el Polo Norte en menos de dos días lunares. Dentro de siete días lunares (casi siete meses en la Tierra), más de la mitad del metano liberado se había "atrapado en frío" en las regiones polares permanentemente frías, con un 42% acumulándose en el Polo Sur y un 12% en el Polo Norte.

"El tiempo fue la mayor sorpresa", señaló Sinibaldi. "En una semana, podrías tener la distribución de moléculas desde el Sur hasta el Norte".

La rápida propagación es posible porque la Luna tiene casi ninguna atmósfera. Sin moléculas de aire que las frenen, las moléculas de metano se mueven libremente bajo la influencia de la gravedad, rebotando por la superficie mientras la luz solar las energiza y las temperaturas más frías reducen su velocidad.

"Sus trayectorias son básicamente balísticas", explicó Paiva. "Simplemente saltan de un punto a otro".

Según Paiva, esto significa que podría no haber un lugar de aterrizaje completamente seguro. "Demostramos que las moléculas pueden viajar por toda la Luna. Al final, donde sea que aterricen, habrá contaminación en todas partes".

Protegiendo la ciencia lunar futura

Los investigadores enfatizaron que la contaminación no es necesariamente inevitable. Paiva sugirió que los sitios de aterrizaje más fríos podrían ayudar a mantener las moléculas de escape más localizadas que las regiones más cálidas. Sinibaldi también planeó investigar si las moléculas de escape permanecen solo en la superficie del hielo, dejando material más profundo intacto y aún adecuado para el estudio científico.

Ambos investigadores subrayaron que las simulaciones por computadora deben confirmarse a través de modelado adicional y mediciones directas durante futuras misiones lunares.

"Quiero llevar esta discusión a los equipos de misión, porque, al final del día, no es teórico: es una realidad que vamos a ir allí", afirmó Sinibaldi. "Perderemos una oportunidad si no tenemos instrumentos a bordo para validar esos modelos".

Paiva también espera examinar si materiales además del metano, incluidos compuestos liberados de componentes de naves espaciales como pintura y goma, podrían contaminar sitios lunares de importancia científica.

"Tenemos leyes que regulan la contaminación de entornos terrestres como la Antártida y los parques nacionales", dijo. "Creo que la Luna es un entorno tan valioso como esos".

El estudio fue publicado en el Journal of Geophysical Research: Planets, una revista de la American Geophysical Union.

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