Esta ilustración destaca el cráter Clavius ​​de la Luna en el hemisferio sur, donde el observatorio aerotransportado SOFIA de la NASA detectó rastros de agua. Esta es la primera vez que se encuentra agua en la superficie de la Luna iluminada por el sol. La llamada muestra moléculas de agua atrapadas dentro de estructuras diminutas con forma de cuentas de vidrio dentro del suelo lunar. Estas estructuras pueden evitar que el agua se pierda en el espacio, permitiendo que permanezca en la superficie lunar áspera y sin aire. NASA / Centro de Investigación Ames / Daniel Rutter.

El Observatorio Estratosférico de Astronomía Infrarroja (SOFIA) es un telescopio de 2,7 metros (con una apertura efectiva de 2,5 m) que se lleva a bordo de un avión Boeing 747SP. Es el sucesor del Observatorio Aerotransportado Kuiper (KAO) más pequeño, que fue operado por la NASA.

SOFIA es un proyecto conjunto de la NASA y Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR, la Agencia Espacial Alemana). Las operaciones de vuelo se realizan desde el Centro de Investigación de Vuelo Armstrong de la NASA en el Centro de Investigación de Vuelo Armstrong de la NASA en Palmdale, California. El Centro de Ciencias SOFIA (SSC), responsable de supervisar la producción científica de la misión, está ubicado en el Centro de Investigación Ames de la NASA en Moffett Field, California. Las Operaciones de la Misión Científica son gestionadas conjuntamente por la Asociación de Investigación Espacial de Universidades (USRA) para la NASA y por el Deutsches SOFIA Institut (DSI), en Stuttgart, para DLR. Las operaciones de las aeronaves están a cargo de NASA Armstrong.

Las altitudes de observación de SOFIA están entre 37,000 y 45,000 pies, por encima del 99% del vapor de agua en la atmósfera terrestre. El telescopio y los instrumentos brindan capacidades espectroscópicas y de imágenes en el rango de longitud de onda de 0.3-1600 µm, lo que convierte a SOFIA en una de las principales instalaciones astronómicas infrarrojas / submilimétricas. El telescopio está ubicado en una cavidad abierta en la sección trasera de la aeronave, con vista hacia el lado de babor. Las observaciones se pueden realizar en elevaciones entre +20 y +60 grados. El telescopio está estabilizado inercialmente y la precisión de apuntado es de aproximadamente 0,5 segundos de arco. Se espera que la visión sea limitada por difracción en todas las longitudes de onda a lo largo de aproximadamente 15 µm. Habrá alrededor de 8 horas de tiempo de observación en cada vuelo y, a plena capacidad operativa, habrá tres vuelos por semana. Se espera que SOFIA tenga una vida útil de 20 años.

Los investigadores que utilizan SOFIA han realizado la primera detección de la molécula de agua en la superficie de la Luna iluminada por el sol.

SOFIA apuntó a las altas latitudes lunares cerca del Polo Sur, donde las bajas temperaturas podrían permitir que el agua migrante permanezca transitoriamente en la superficie, y las altas abundancias de hidroxilo podrían promover la creación y retención de agua por impactos de pequeños meteoritos. Al comparar la intensidad de la banda de emisión de 6,1 µm con la de los vasos con agua cuidadosamente calibrados, el equipo encontró abundancias de agua de unos pocos cientos de partes por millón. Es la extrema sensibilidad de SOFIA lo que permitió a los científicos detectar esta minúscula cantidad de agua, que es 100 veces menor que la del desierto del Sahara.

Pero incluso esta cantidad de agua es alta para los estándares lunares, de hecho más de la que se puede adsorber en los granos lunares a las temperaturas superficiales registradas por SOFIA. Este resultado indica que gran parte del agua debe quedar atrapada en vasos de impacto o dentro o entre granos protegidos de la luz solar. Estos resultados indican que el agua tiene un origen meteorítico o se produce en la propia superficie lunar a partir de hidroxilo preexistente. El equipo también encontró que la abundancia de agua varía con la latitud, lo que sugiere que los meteoritos pueden no ser la única fuente de agua. Otras observaciones con SOFIA crearán mapas de agua de la superficie lunar del lado cercano y recopilarán pruebas que respalden las teorías del origen del agua lunar. Las observaciones que cubren grandes áreas obtenidas en varios momentos del día lunar permitirán a los científicos aprender sobre el almacenamiento, la retención y la migración del agua en la superficie de la Luna. Estudiar el agua lunar de forma remota con SOFIA es fundamental para futuras misiones de la NASA, incluido el rover lunar VIPER, un robot móvil que explorará el paisaje cerca del Polo Sur de la Luna en 2022, y el programa Artemis que devolverá a los humanos a la Luna para 2024.

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