El primer telescopio en la Luna
La sonda china Chang’e 3 ha transportado recientemente el segundo telescopio astronómico hasta la superficie lunar. Pero, ¿cuál fue el primero? Pues ese honor le corresponde al telescopio ultravioleta S201, un instrumento astronómico que viajó a la Luna durante la misión Apolo 16 en 1972… y que aún permanece allí.
La idea de usar la superficie lunar como observatorio se debe principalmente a George R. Carruthers, un científico del Laboratorio de Investigación de la Armada de los EEUU y uno de los pioneros en la astronomía en ultravioleta. Carruthers participó en los observatorios espaciales OAO-1 y OAO-2 -lanzados en 1966 y 1969 respectivamente-, diseñados para observar el cielo en ultravioleta. Los observatorios terrestres no pueden ver estas longitudes de onda por culpa de la interferencia de la atmósfera terrestre, de ahí el interés de la comunidad astronómica en estas primeras y rudimentarias misiones espaciales. En 1969 Carruthers patentó un diseño de cámara para el ultravioleta lejano que también funcionaba como espectrógrafo y que denominó ‘electronografía’. Gracias a su constancia, en 1971 recibió la autorización de la NASA para incluir un instrumento ultravioleta en la misión Apolo 16. Vale la pena destacar que Carruthers era afroamericano y estamos hablando de una época en la que tener un color de piel más oscuro de lo normal no estaba muy bien considerado que digamos en según que ambientes de los Estados Unidos. Para Carruthers, llegar hasta la Luna no tuvo que ser un camino de rosas.
A finales de los 60 se pensaba que la superficie lunar reunía todas las condiciones para instalar un observatorio astronómico a gran escala. La ausencia de atmósfera permitía llevar a cabo observaciones tanto de día como de noche y la lenta rotación lunar garantizaba la posibilidad de realizar fotografías con una exposición relativamente prolongada sin necesidad de incorporar mecanismos de seguimiento. Por entonces se concibieron decenas de proyectos para llevar telescopios a la Luna, pero ninguno salió adelante, salvo el de Carruthers.
El telescopio lunar de Carruthers fue denominado oficialmente Far Ultraviolet Camera/Spectrograph por la NASA (experimento S201) y consistía en una cámara/telescopio y un espectrógrafo, con una masa total de 22 kg. El telescopio tenía un diámetro de tan sólo 7,5 centímetros y empleaba un rollo de película química Kodak NTB-3 de 35 mm para captar las imágenes. Estaba instalado sobre un trípode y los astronautas debían colocarlo en la sombra del módulo lunar (LM) para evitar que la luz solar directa deslumbrase el instrumento. La alimentación eléctrica estaba garantizada por unas baterías situadas en el lado iluminado de la superficie y conectada a la cámara por cables. La cámara, de tipo Schmidt y con una relación focal f/1.0 llevaba grabada una serie de azimuts y elevaciones que los astronautas debían usar para orientar manualmente el instrumento a una serie de objetivos de interés en el transcurso de sus tres paseos espaciales. El espectroscopio era sensible a las longitudes de onda de 500 a 1550 angstroms, mientras que la cámara sería sensible al rango 1050-1550 angstroms.
El primer telescopio astronómico en la superficie de la Luna fue desplegado el 21 de abril de 1972 a las 17:40 UTC en la región de Descartes por John Young y Charlie Duke. El comandante Young lo sacó de su contenedor situado en la etapa de descenso del módulo lunar junto a la tercera pata (Quad 3) y procedió a instalarlo en la sombra junto a la pata número uno (Quad 1) del LM, retirando para ello las distintas sujeciones y cubiertas. El telescopio estaba dentro de una bolsa que había sido purgada con nitrógeno seco hasta 72 horas antes del despegue con el fin de evitar la presencia de humedad en el instrumento. Como el alunizaje se había retrasado con respecto al plan original, el telescopio tuvo que colocarse más cerca del LM para mantenerse en la sombra.
Tras apuntarlo a un azimut de 14º y una elevación de 48º, tomó la primera fotografía, con la Tierra en el centro. Semanas después, cuando fue revelada, los investigadores contemplaron por primera vez nuestro planeta en ultravioleta, claramente rodeado por la geocorona y varias estrellas de fondo. Una imagen histórica. Otros objetivos fueron el planeta Júpiter, el centro de la Galaxia, las Nubes de Magallanes y algunos cúmulos galácticos. En total se tomaron 178 fotografías de once objetivos diferentes, cada una con un tiempo medio de exposición de unos 20 minutos. El 23 de abril de 1972 a las 17:41 UTC, John Young recogió el carrete al final de la tercera y última actividad extravehicular y lo llevó al interior del módulo lunar para ser trasladado a la Tierra.
Como anécdota, Young se tropezó con los cables de la batería del telescopio en casi todas las ocasiones que tuvo que orientar el instrumento (la baja gravedad lunar no impedía que los cables se levantasen de la superficie). Afortunadamente cada vez que esto sucedía movía las baterías en vez del telescopio. Cuando Young orientaba la cámara debía apretar el botón de reset para que la cámara ajustase la exposición. Según las normas, debía permanecer cerca de la cámara el menor tiempo posible para evitar que las pequeñas cantidades de oxígeno que se filtraban de la mochila de soporte vital (PLSS) pudieran contaminar la óptica. El lubricante usado en las juntas de la cámara causó bastantes problemas al volverse demasiado viscoso a bajas temperaturas, por lo que la cámara tuvo que ser alineada con más frecuencia de lo esperado, consumiendo más tiempo de las actividades extravehiculares. Los astronautas acabaron un tanto hartos de la atención que requería este instrumento, por lo que durante la última EVA se tomaron algunas fotografías alineando la cámara ‘a ojo’.
De acuerdo con los estándares modernos, las imágenes de la cámara S201 son cualquier cosa menos espectaculares, pero no debemos olvidar que fueron las primeras fotografías astronómicas tomadas desde la superficie de otro mundo. En cuanto a Carruthers, continuó con su prolífica carrera diseñando instrumentos para la observación en el ultravioleta, algunos de los cuales viajaron a bordo del Skylab o el transbordador espacial. De hecho, la cámara ultravioleta del Skylab, S201K, era la versión de reserva del instrumento del Apolo 16. Esta cámara se usó para llevar a cabo numerosas observaciones astronómicas de todo tipo de objetos, incluyendo los cometas Halley y Kohoutek.
41 años después, la sonda china Chang’e 3 ha llevado hasta la superficie lunar el telescopio LUT (Lunar-based Ultraviolet Telescope) que, con una apertura de 15 cm, dobla en tamaño al S201 del Apolo 16. Desarrollado por la Academia de Ciencias de China y el Observatorio Astronómico Nacional de China, LUT cubre un campo de 1,36º y tiene un diseño Ritchey-Chrétien, con una relación focal de f/3,75. Además de LUT, la Chang’e 3 lleva la cámara EUV (Extreme Ultraviolet Imager) para el estudio de la ionosfera terrestre en el ultravioleta lejano (30,4 nm) y con un campo de visión de 15º.
Aunque la astronomía lunar ha perdido gran parte del atractivo que presentaba en los años 60 -el abrasivo polvo lunar y los fuertes contrastes de temperatura no son los mejores aliados de un telescopio espacial-, la Chang’e 3 está haciendo historia. Con esta misión, China se ha convertido en la segunda nación tras los Estados Unidos en disponer de un observatorio sobre nuestro satélite. Esperemos que no sea el último.
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