En una nueva investigación, el Instituto Lunar de Ciencias de la NASA indica que el viento solar puede provocar una acumulación de cargas eléctricas en determinadas regiones de los polos lunares capaces de alcanzar cientos de volts. Sin dudas, el estudio encabezado por el Dr. Bill Farell revela que este fenómeno de electricidad estática podría ocasionar serios inconvenientes a las futuras misiones tripuladas que seguramente buscarán explorar las extensas reservas acuíferas descubiertas hace poco tiempo tras el impacto de la sonda LCROSS. ¿Te imaginas una misión tripulada que sea arruinada por una descarga eléctrica durante el alunizaje?
Los cráteres lunares ubicados en proximidad a los polos son de gran interés para la ciencia debido a los recursos, incluido el hielo de agua, que allí existen. Gracias a la orientación de la luna respecto al sol, el fondo de los cráteres polares se mantiene en sombra permanente, lo que permite que las temperaturas de sus interiores puedan llegar a alcanzar niveles inferiores a los 200 grados centígrados bajo cero (-400 grados Fahrenheit), un frío suficiente para almacenar material volátil como el agua durante miles de millones de años. "Sin embargo, nuestra investigación sugiere que, además de un frío cruel e impiadoso, los exploradores y robots que se aventuren en el futuro a la exploración del fondo de estos cráteres lunares pueden enfrentarse a un entorno eléctrico complejo, con muchas descargas de electricidad estática y abundante polvo pegadizo", dijo William Farrell del Goddard Space Flight Center, en Greenbelt, Maryland.
Un flujo intenso de viento solar podría provocar la suficiente cantidad de electricidad estática como para inutilizar equipos sensibles dedicados a la misión mientras que el polvo lunar, pegajoso y muy abrasivo, podría ocasionar severos daños en los trajes espaciales. Además, se estima que podrían ser muy peligrosos si logran filtrarse dentro de las naves de transporte o si son inhalados durante largos periodos de tiempo. El viento solar es un gas fino que posee componentes atómicos cargados eléctricamente (iones de carga positiva y electrones de carga negativa) que son soplados en forma constante por el sol a través del espacio. Dado que la luna está inclinada muy poco con respecto al sol, el viento solar fluye casi horizontalmente sobre la superficie en los polos de la luna a través de la región donde se produce la transición entre el día y la noche lunar.
Mediante simulaciones por ordenador, los investigadores descubrieron qué sucede cuando el viento solar fluye sobre los bordes de los cráteres polares. El viento solar se comporta como el viento en la Tierra, descendiendo a la profundidad de los valles y a lo largo de las planicies internas de los cráteres. Sin embargo, a diferencia del viento en la Tierra, la composición dual del viento solar (electrones e iones) puede crear una carga eléctrica inusual en el interior de la pared de la montaña o cráter donde pasa y roza, es decir, directamente debajo del flujo del viento solar. Como los electrones son mucho más livianos y ligeros que los iones, llegarán siempre por delante creando una región de carga negativa en el interior del cráter. Los iones finalmente llegarán y se combinarán con los electrones, pero su arribo será en concentraciones muy inferiores a la de los electrones. Este desequilibrio en el cráter hace que las paredes interiores y el suelo adquieran una carga eléctrica negativa elevada.
Los cálculos revelan que los efectos provocados por los vientos solares que empujan y hacen golpear el conjunto electrón-ion son más severos en el borde de sotavento de un cráter, es decir, a lo largo de la pared del cráter (en el interior) y en el suelo del cráter, cercano al flujo del viento solar. "Los electrones se acumulan en forma de nube en este borde de sotavento de la pared del cráter y el suelo, creando una carga negativa inusualmente grande de unos cientos de voltios en relación con el viento solar que fluye en la parte superior", dice Farrell. La carga negativa del borde de sotavento no se acumula de forma indefinida. Con el tiempo, la atracción entre la región de carga negativa y los iones positivos arrastrados por el viento solar culminan en inusuales descargas eléctricas. El equipo cree que un posible resultado de estas corrientes podría ser el polvo con carga negativa que es repelido por la superficie (de carga altamente negativa), que se levita y es expulsado fuera de esta región muy cargada.
Próximas actividades del equipo incluyen el avance hacia modelos informáticos más complejos. "Queremos desarrollar un modelo completamente tridimensional para examinar los efectos de la expansión del viento solar alrededor de los bordes de una montaña. Examinaremos ahora la expansión vertical, pero queremos saber también lo que sucede en el plano horizontal", dijo Farrell. Ya en 2012, la NASA lanzará la misión Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer (LADEE) que orbitará la Luna y que ayudará a comprender mejor los movimientos de polvo que en la actualidad constituyen la tarea de investigación del equipo.
