miércoles, 12 de agosto de 2015

Astronomía


Astronomia del movimiento de la Tierra en el espacio

 La Luna: Perspectiva Distante

La Luna es la oblea del Viento Norte 
La muerde, a diario, 
hasta que solo es un aro de desechos, 
que se desmorona.
El Viento Sur es el tahonero, 
que amasa nubes en su cubil, 
y hornea una crujiente nueva luna que...
ávido... el... Viento ... Norte... devora... nuevamente!

"What the Little Girl Said"
Vachel (Nicholas) Lindsay, 1879-1931. 

 

El Mes

El ciclo mensual de la luna (no queremos poner aquí en mayúscula la palabra) debió de confundir a los primeros humanos--"iluminándose" desde la delgada creciente ("luna nueva") hasta la media luna, luego hasta una "gibosa" luna llena, y después "menguando" a luna nueva. Este ciclo, dura unos 29.5 días, aportándonos la palabra "mes"--relacionado con "luna" al igual que "Lunes".  El año civil, desde Enero hasta Diciembre, no liga sus meses a la luna, pero algunas tradiciones aún lo hacen y sus palabras para "mes" reflejan la conexión--en árabe, "shahr", en hebreo bíblico "yerach" y también "chodesh" en el "nuevo", porque lo calculan desde una luna nueva a la siguiente. Jericho (pronunciado Yericó), una de las ciudades más antiguas de la Tierra, toma su nombre de "yerach" y, por supuesto, las leyendas hablan de muchos dioses y diosas-luna, p.e. Artemisa y Diana.
Los primeros astrónomos conocían las formas diferentes de la luna, observando que cada una estaba asociada a una posición relativa entre la luna y el Sol: por ejemplo, la luna llena siempre tiene lugar cuando la luna y el Sol están en extremos opuestos del cielo. Todo esto daba indicios de que la luna era una esfera, iluminada por el Sol. La trayectoria de la luna a través del cielo se encontró que era cercana a la elíptica, inclinada hacia el Sol unos 5º. Los eclipses de Sol siempre ocurren cuando la luna y el Sol ocupan el mismo punto en el cielo, sugiriendo que la luna está más cerca de nosotros y oscurece el Sol. Los eclipses de luna, de forma similar, siempre ocurren con luna llena, con los dos en lugares opuestos de la Tierra, y se podría definir por la sombra de la Tierra tapando la luna.
Los eclipses de luna permitieron al astrónomo griego Aristarco, alrededor del año 220 a.C., calcular la distancia hasta la luna (vea lasección #8c). Si la luna y el Sol siguieran exactamente la misma trayectoria a través del cielo, tendrían lugar cada mes eclipses de ambos tipos. Realmente son relativamente raros, debido al ángulo de 5º entre las trayectorias, solo se ocasionan eclipses cuando el Sol y la Luna están cerca de los puntos donde se cruzan las trayectorias.
 El ciclo entre una luna nueva y la siguiente es de 29.5 días, pero el período actual de la órbita de la luna es de solo 27.3217 días. Es el tiempo que necesita la luna para regresar, aproximadamente, a la misma posición entre las estrellas. 
 ¿Por qué la diferencia? Suponga que comenzamos a contar desde el momento cuando la luna, en su movimiento a través del cielo, está alcanzando al Sol; la llamaremos "luna nueva" aún cuando el delgado arco de la luna será solo visible algún tiempo después, y solo por breve espacio de tiempo después del ocaso. Espere 27.3217 días: la luna habrá retornado al mismo lugar aproximado en el cielo, pero el Sol, entretanto, se ha movido en su periplo anual alrededor de los cielos. La luna necesitará unos 2 días más en alcanzar al Sol, hasta la posición de la siguiente "luna nueva". Esto es por lo que los períodos de la luna nueva está separados por 29.5 días.

La Cara de la Luna

La cara visible de la luna tiene parches de luz y sombra, que la gente interpretó de varias maneras, dependiendo de su cultura. Los europeos ven la cara y hablan del "hombre en la luna", mientras que los niños en China y Tailandia identifican "el conejo en la luna". Todos están de acuerdo, sin embargo, en que la luna no cambia, que siempre presenta la misma cara hacia la Tierra.  ¿Significa esto que la luna no gira? ¡Sí gira, un giro por cada revolución alrededor de la Tierra! Los dibujos de la izquierda, que cubren media órbita, deberán aclararlo. En ellos vemos la órbita de la luna desde arriba del polo norte. Imagine un dial de reloj alrededor de la luna y un punto en él, marcado por una flecha, que inicialmente (posición inferior en cada dibujo) apunta a las 12 del reloj.
 En el dibujo superior el rasgo marcado continua apuntando a la Tierra y cuando la luna va alrededor de la Tierra, apunta a las 10, 8 y 6 horas en el dial. Cuando la luna pasa la mitad del giro, ella también experimenta la mitad de su rotación. Si la luna no rotase, la situación sería como la del dibujo inferior. La flecha continua apuntando en la dirección de las 12 y después de la mitad de su órbita, la gente sobre la Tierra tendría la posibilidad de ver la otra cara de la luna. Esto no ocurre.
 Necesitamos ir abordo de una astronave y volar medio camino alrededor de la Luna antes de obtener una visión del otro lado, tal y como hicieron los astronautas del Apolo que tomaron la foto inferior.

El Gradiente de Gravedad

Esta rotación insólita de la luna se mantiene porque es ligeramente alargada a lo largo del eje con puntos hacia la Tierra. Para comprender el efecto veamos el movimiento de un cuerpo con mucha mayor elongación, un satélite artificial con la forma de pesa simétrica (dibujo).  Puede mostrarse eso si las fuerzas sobre la pesa (ó sobre un satélite de cualquier forma) no están equilibradas, gira alrededor de su centro de gravedad. Este punto se definirá después, pero en una pesa simétrica con dos masas iguales denominadas A y B, el centro de gravedad está exactamente en la mitad entre ellas. 
 Ambas masas A y B son atraídas hacia la Tierra, y si las fuerzas de atracción son iguales, sus tendencias para hacer girar el satélite ("momento de rotación" ó "torsión") también son iguales y se anulan mutuamente, de tal forma que no existe rotación. Realmente, la fuerza A es un poco mayor, porque A está ligeramente más cercana al centro de la Tierra. Por lo tanto, el satélite girará hasta que A esté tan cerca de la Tierra como sea posible, que será una posible posición de equilibrio. 
Por supuesto que si comienza desde una posición de "no equilibrio", puede rebasar la marca y balancearse adelante y atrás alrededor del punto de equilibrio como un péndulo. La luna alargada actúa también como una pesa y se balancea un poco de lado a lado como un péndulo de balanza; esto ha permitido a los astrónomos antes de la era espacial ver un poco más de la mitad de la luna. este movimiento se conoce como "libración," de " libra", balanza; también es el nombre de una constelación del zodíaco y una antigua unidad de medida, de donde se deriva nuestra abreviación lb
    La fuerza de rotación que alinea la luna ó una pesa en órbita, por consiguiente, no depende de la fuerza de atracción la gravedad, sino de la rapidez de cambio de la gravedad con la distancia, del "gradiente de gravedad". Cerca de la Tierra es un fuerza suave, aunque lo suficiente fuerte para alinear los satélites alargados. Entre estos esta el Triad, con forma de una larga pesa con una carga útil en el medio, el primer satélite para trazar un mapa de las corrientes eléctricas asociadas con la aurora polar. Se balancea atrás y adelante con un período de 6 minutos, lo que complica el análisis de sus datos. 
 Por otra parte, cerca de un agujero negro ó pulsar, el gradiente de gravedad es lo suficientemente grande como para destrozar un nave espacial.


  










La Luna: Una Visión Más Cercana

Vista a través del telescopio


 Cuando Galileo se convirtió en el primer humano en ver la Luna a través del telescopio, nuestro conocimiento sobre la Luna cambió para siempre. Nunca más sería un objeto misterioso en el cielo, sino un mundo hermano lleno de montañas anulares y de otras formaciones.
 Giovanni Riccioli en 1651 bautizó los rasgos más prominentes con los nombres de astrónomos famosos; a las grandes áreas oscuras y lisas las llamó "mares" ó "maria" (singular "mare"). Algunos de los nombres que usó para los cráteres de la Luna fueron de personas abordadas en "Astrónomos" Tycho (singular por las bandas brillantes que irradian desde allí), Tolomeo ("Ptolemaeus"), CopérnicoKeplerAristarcoHiparcoEratóstenesMetón y Pitágoras están en el borde, cerca del polo norte.
 Posteriormente gentes que vivieron después del siglo XVII  hicieron lo mismo con los restantes: los cráteres Newton y Cavendish están en el borde sur del disco visible, Goddard y Lagrange también están cerca del borde. También, "Galilaei" es un crater pequeño y poco distinguido (¿Debido al destierro de Galileo?). Sin embargo, desde que los rusos fueron los primeros en observar la cara oculta de la Luna, un importante cráter allí, lleva el nombre de Tsiolkovsky, quien al final del siglo XIX auspició la idea de los vuelos espaciales.

Los Cráteres

¿Qué ha creado esos extraños "cráteres" redondos? ("Krater" es el nombre griego de una copa de boca ancha). Eso recordó, a algunos observadores, la semejanza a los cráteres volcánicos sobre la Tierra, ó mejor, a las grandes "calderas" formadas por el colapso interno de los volcanes, p.e. Crater Lake en Oregón. Otros sugirieron que se formaron por el impacto de grandes meteoritos, pero esto fue refutado con el argumento de que la mayoría de meteoritos llegarían con un ángulo inclinado y no dejarían anillos redondos, sino alargados.

 Ahora sabemos que la teoría de los impactos era la correcta. Los cráteres son redondos debido a las enormes velocidades con las que llegaron los meteoritos, los impactos se asemejan a una explosión local y la huella del impacto está determinada por la energía liberada más que por el momento transmitido. Parte de la evidencia surgió de los vestigios de impactos redondos encontrados sobre la Tierra, p.e. Crater Meteor (Cañón del Diablo) en Arizona y el lago Manicougan en Canadá, al norte de Quebec (foto de la derecha), que tiene unos100 km (60 miles) de ancho y 214 millones de años. Observe que más que tener un hoyo en el centro, el lago Manicougan tiene una isla redonda. Después del impacto, la tierra se elevó de nuevo hasta el nivel de su alrededor, empujada por las presión del fluido del material que estaba debajo, que obró como un fluido viscoso e intentó establecer el equilibrio entre las diferentes cargas que soportaba.
 Otros cuerpos sólidos del sistema solar también presentan cráteres redondos. Sobre las grandes lunas heladas de Júpiter, el retorno al equilibrio es mucho más pronunciado, porque el hielo se hunde y fluye mucho más fácil que la roca. Esas lunas muestran cráteres "palimpsesto"  que son meramente marcas superficiales, porque cuando pasó el tiempo, los muros que existían originalmente se hundieron sobre la superficie plana. 
 

La Luna sin Aire

En los siglos posteriores a los descubrimientos de Galileo, la Luna fue estudiada extensamente por los astrónomos usando telescopios. Una cosa quedó pronto clara: no tenía atmósfera. Cuando una estrella es eclipsada por la Luna, se desvanece de repente y su luz no muestra refracción ni absorción por ninguna atmósfera. ¿Por qué? Debido a las leyes del movimiento, la Luna no órbita sobre el centro de la Tierra, sino sobre el centro de gravedad de la Tierra y la Luna (esto se tratará en la sección #11a, y el centro de gravedad se define en la sección #25). La localización de ese punto permitió a los astrónomos calcular la masa de la Luna, y con eso, la tracción de la gravedad de la Luna. En la superficie de la Luna la gravedad es solo de 1/6 la de la Tierra.
 La gravedad es importante para retener la atmósfera. Mantiene la atmósfera abajo, mientras que el calor es el que la hace escaparse.
El calor es un movimiento atómico y molecular. En un sólido ó líquido caliente, se puede ver como un agitación de átomos ó moléculas alrededor de su posición media, como el murmullo de la hojas con el viento. Cuanto mayor es la temperatura, mas fuerte es el movimiento, hasta que el material hierve ó se evapora; en este punto sus partículas se liberan completamente. En un gas, los átomos y las moléculas se mueven al azar, colisionando continuamente (si el gas es tan denso como lo es en la atmósfera), y sus colisiones conducen a una muy buena explicación de las propiedades observadas de un gas ("la teoría cinética de los gases").
 La velocidad media de una molécula gaseosa depende de la temperatura del gas y, a temperatura ambiente, es comparable a la de una bala disparada, bastante menor que la "velocidad de escape" necesaria para escapar de la gravedad de la Tierra. No obstante, es solo una media: las velocidades reales se prevé que estén distribuidas alrededor de esta media, obedeciendo la "distribución de Maxwell" obtenida por James Clerk Maxwell, a quién encontraremos de nuevo en el descubrimiento de la teoría de los tres colores de la luz (sección #S-4) y en la predicción de las ondas electromagnéticas (sección #S-5). De acuerdo con esa distribución, algunas moléculas se mueven lo suficientemente rápidas para escapar, y si eso ocurre cerca de la parte superior de la atmósfera, moviéndose hacia arriba y evitando más colisiones, estas moléculas se perderán.
Para la Tierra, su número es muy pequeño para tener importancia, pero en la Luna, teniendo solo1/6 de gravedad superficial, muestra que cualquier atmósfera se perderá a lo largo del tiempo geológico. El planeta Mercurio, solo algo mayor, también pierde cualquier atmósfera, mientras que Marte, con 1/3 de la gravedad superficial de la Tierra, solo retiene un atmósfera muy tenue.
 El agua se evapora fácilmente y una vez en forma de gas, se pierde rápidamente por el mismo proceso. Esto sugiere que los "mares" no pueden ser posibles océanos, aunque permanezca su nombre. Realmente son flujos basálticos, lava endurecida que hace mucho tiempo manó de las grietas de la Luna; actualmente no existen señales de vulcanismo. La gran mayoría de cráteres datan de los primeros tiempos del sistema solar, porque la lava de los mares tiene muy pocos cráteres en ella, insinuando que inundó e hizo desaparecer los antiguos.
 El retrato de una Luna seca se reforzó con las rocas lunares traídas por los astronautas norteamericanos. Las rocas de la Tierra contienen agua unida químicamente ("hidratos"), pero las de la Luna no la tienen. El agua, por supuesto, será esencial para la avanzadilla humana en la Luna. Todavía pueden existir pequeñas cantidades de agua, traídas por cometas que colisionaron con la Luna. Toda esta agua seguro que se evaporó con el calor de la colisión, pero alguna pudo recondensarse y cráteres profundos cerca del polo de la Luna, que está permanentemente en sombra y por consiguiente muy frío. Las observaciones llevadas a cabo con la nave espacial "Clementine" sugieren que esos cráteres pueden contener una capa de hielo .

En la Era Espacial

Desde los comienzos de los vuelos espaciales, la Luna fue el primer destino, pero ese capítulo de exploraciones espaciales es demasiado largo para cubrirse aquí al detalle. Los primeros vehículos espaciales que alcanzaron la Luna fueron los Luna 1, 2 y 3 de la antigua Unión Soviética , en 1959. De estos, el Luna 3 rodeó la Luna, tomó fotografías del lado oscuro, que no se ve desde la Tierra, y posteriormente escaneó y transmitió esas imágenes (a la derecha); desgraciadamente su calidad era pobre. En la década que siguió, otras 19 misiones tuvieron como meta la Luna. En 1970 un vehículo soviético aluniza y vuelve con una muestra de roca y más tarde ese mismo año alunizó un vehículo con control remoto el "Lunokhod", que exploró su alrededor durante casi un año. Retornó con muestras y siguieron otros Lunokhods; la serie finalizó en 1976. Sin embargo, las pruebas fallidas de grandes cohetes desarrollados para vuelos humanos tripulados, finalizaron cualquier plan de exploración lunar tripulada por parte de la Unión Soviética.
Los primeros intentos por los EE.UU. para enviar un vehículo espacial no tripulado a la Luna (1958-64) fallaron ó enviaron escasos datos. No obstante, en Julio de 1964, el Ranger 7 envió imágenes de TV claras de su impacto sobre la Luna, como lo hicieron también los Rangers 8 y 9. De los 7 "alunizajes suaves" de la serie "Surveyor" (1966-8), 5 se ejecutaron bien y enviaron datos y fotos. En Noviembre de 1969, después el Apollo 12 alunizó a 500 pies (160 metros) del "Surveyor 3", los astronautas recuperaron su cámara y la trajeron de vuelta a la Tierra. Además del proyecto Surveyor, 5 orbitantes lunares fotografiaron la Luna y ayudaron a hacer mapas precisos de su superficie. 
El 25 de Mayo de 1961, aproximadamente un mes después de que el ruso Yuri Gagarin se convirtiera en el primer humano en orbitar el globo terrestre, el presidente de los EE.UU. John F. Kennedy propuso al Congreso "que esta nación deberá trabajar para conseguir el objetivo, antes de finalizar esta década, de poner un hombre en la Luna y traerlo de vuelta a la Tierra". 
Siguieron las misiones Apollo, con el Apollo 8 rodeando la Luna en 1968 y, finalmente, alunizando allí el Apollo 11 el 20 de Julio de 1969. Siguieron otros cinco alunizajes, el último en Diciembre de 1972. Solo falló en el alunizaje el Apollo 13, su tripulación estuvo cerca de la muerte debido una explosión abordo de su nave en el camino hacia la Luna 

   Libración de la Luna

    Un observador en la Tierra puede ver un poco más de la mitad de la superficie de la Luna, gracias a procesos conocidos comos "libraciones." El término viene de "libra," que en latín significa balanza. Este es también el nombre de una constelación del Zodíaco, el cual, de acuerdo a los antiguos, se asemeja a una balanza, y lo que nosotros llamamos "pound" (unidad de peso en el sistema Inglés), también se llamaba "libra," de donde proviene la abreviación "lb".
    Las balanzas de dos platos pueden oscilar como un péndulo, hacia un lado y hacia otro a lo largo de su punto de equilibrio, y supuestamente la libración de la Luna asemeja dicho movimiento. En el punto de equilibrio el eje largo de la Luna apunta hacia la Tierra, y la libración temporalmente desplaza el extremo del eje que apunta a la Tierra hacia el norte, sur, este u oeste. Debido a que la totalidad de la Luna sigue dicho movimiento, las libraciones revelan un poco más de su superficie.
    En cualquier momento, tan solo la mitad de la superficie de la Luna es visible de la Tierra, pero la libraciones nos permiten "ver alrededor de las orillas." Con el tiempo, se puede observar hasta el 59%, aunque cerca de las orillas, donde la línea de visión es muy pronunciada, no se puede discernir mucho detalle. Actualmente los satélites lunares artificiales han mapeado la Luna con gran detalle, de manera que la cobertura extra de la libración no es importante. Pero antes de la era espacial, cuando a los astrónomos se les negaba cualquier vista de la parte trasera de la Luna, cualquier artificio para incrementar su cobertura era agradecida.
    "Libración" es utilizada para cualquiera de los distintos efectos que nos permiten "ver alrededor de las orillas." Pero resulta que la mayoría de ellos no están asociados con ningún movimiento tipo péndulo del eje, sino que representan un desplazamiento en la dirección de observación. Existen tres dichas "libraciones geométricas":

Libraciones Geométricas

Inclinación de la Tierra
  1.      Justo cuando el eje de rotación de la Tierra se inclina en (90°-23.5°) en direción Tierra-Sol (dibujo arriba, de la sección #3 "Estaciones del A–o"), también el eje de rotación de la Luna se inclina en aproximadamente (90°-6.5°) hacia la línea media de la Tierra-Luna. Como se aprecia, esa línea también es la dirección de la elongación de la Luna, y en promedio siempre apunta hacia la Tierra.    En la disertación de las estaciones del a–o, se mostró cómo la inclinación de 23.5° del eje de la Tierra permite que el Sol brille sobre las capas polares, sobre áreas circulares sobre los polos, dándole luz solar 24 horas al día. El dibujo muestra cómo en Junio el Sol ilumina la capa polar boreal y en Diciembre (cuando la sobra y la iluminación se intercambian) ilumina la parte austral.
        De manera similar, con cada órbita lunar, la inclinación del eje de rotación de la Luna permite al observador en la Tierra ver hacias las regiones polares de la Luna--en un momento hacia el norte, y medio mes después hacia el sur. Debido a que la inclinación es mucho más peque–a (solo 6.5°), el área que así se revela es mucho más peque–a, pero aún y así, esto aumenta la cobertura de visión.

  1.      Suponga que la Luna se mueve a una velocidad constante en una órbita perfectamente circular alrededor de la Tierra, y que también rotara en una proporción constante alrededor de su eje. Esa situación ideal es mostrada abajo en un dibujo, tomado de la sección #4 ("La Luna: Perspectiva Distante"). Esta es la vista desde el norte, de manera que el movimiento orbital de la Luna comienza desde la parte inferior y avanza en dirección contraria a las manecillas del reloj, y la Luna misma también rota en dirección contraria a las manecillas del reloj.    Entonces--despreciando la inclinación de 6.5° discutida en el punto #1 arriba--el eje de la Luna podría siempre apuntar directo a la Tierra, siempre mostrando el mismo rango de longitudes en la superficie de la Luna. Como la figura muestra, durante el tiempo que la Luna cubre 60° en su órbita, su cuerpo también ha rotado 60°. En el tiempo que le toma cubrir 120°, también ha rotado 120°, y así continuamente. El mismo eje de la Luna siempre apunta a la Tierra, y para cuando la línea Luna-Tierra ha rotado por completo 360° en el plano del dibujo (el plano orbital de la Luna), la Luna misma también ha rotado por completo 360°.Rotación de la Luna
        Ahora imagine que la Luna orbita a una velocidad constante, pero la rotación de la Luna alrededor de su eje variara --algunas veces acelerara, otras desacelerara, aunque en promedio concordara con el período orbital. Entonces cuando la rotación estuviera un poco adelantada de la línea de la Luna-Tierra, el observador vería un poco más de la parte trasera de la orilla de la Luna. Y cuando la rotación se atrasara un poco, los astrónomos podrían ver un poco más de la orilla frontal.
        No, esto no ocurre. La tasa de rotación de la Luna es muy estable. Sin embargo, el movimiento de orbitajede la Luna no es estable--en algunas ocasiones avanza más rápidamente que el promedio, y algunas veces más lento. Es resultado es muy similar al ejemplo arriba mencionado de la rotación desigual, y ese es un segundotipo de libración. El primero le permite ver a los astrónomos sobre los polos, mientras que este agrega longitudes, que son visibles desde los telescopios terrestres.
    Abajo están los detalles, los cuales se puede saltear si esto parece muy profundo para usted. La órbita actual de la Luna alrededor de la Tierra no es un círculo, sino una elipse, una figura ovalada (en este caso, no es una diferencia grande con respecto a un círculo), de acuerdo con la primera ley de Kepler del movimiento planetario (sección #10). Su distancia de la Tierra, por lo tanto, sube y baja ligeramente. Y de acuerdo a la segunda ley de Kepler (sección #12), la Luna se acelera cuando se acerca a la Tierra, y baja su velocidad cunado se retira.
    Cuando incrementa su velocidad, la rotación de la línea Tierra-Luna alrededor de la Tierra (medida en grados por hora) es más rápida. La rotación de la Luna alrededor de su eje, como fue visto, se mantiene constante, y por lo tanto se retrasa de la rotación. El en dibujo abajo, la forma elíptica de la Luna está muy exagerada, para ejemplificar el argumento siguiente.Resultado del movimiento lunar desigual
    Si (como en el dibujo anterior) la Luna orbitara la Tierra en la misma proporción que su cuerpo rotara alrededor de su eje, la línea de la Tierra-Luna y el eje largo de la Luna concordaría, de acuerdo a la posición "A" en el diagrama. En realidad, si esta es la parte de la órbita más cercana a la Tierra, y la Luna avanzando a su mayor velocidad, ya hubiera llegado a la posición "B" --aunque su rotación sería al mismo tiempo una más apropiada a la de "A."
    Si esto pasara, el eje largo de la Luna haría un peque–o ángulo con la línea de la Tierra-Luna (de acuerdo al dibujo), permitiendo a los astrónomos observar más allá de la orilla occidental (oeste) de la parte lunar visible. ("este" y "oeste" son definidos con respecto a la Tierra, de manera que la orilla oeste es la que está más cercana al horizonte oeste del observador.)
    De manera similar, cuando el movimiento de la Luna es extra lento, para cuando la rotación de la Luna lo lleve a la orientación de la posición "A", el movimiento orbital tan solo ha logrado llegar a la posición "C." Ahora aparece un peque–o gajo adicional cerca de la orilla este. Mientras que el primer tipo de libración agrega a nuestra cobertura cerca de los polos de la Luna, este tipo incrementa la cobertura en la orillas este y oeste, aproximadamente 7.7 grados (de un total de 360).
  1.     Una tercera "libración" ocurre debido a que el tama–o de la Tierra no es insignificante. Durante las 12 horas más o menos en que la Luna es visible en cualquier día, la rotación de la Tierra puede desplazar a un observador hasta un diámetro de la Tierra (para observadores en el ecuador), desplazando la línea de visión e incrementando ligeramente el área observable. De manera similar, los observadores en los hemisferios norte y sur obtienen vistas ligeramente diferentes. Dado que este efecto también permite a los astrónomos "ver alrededor de las orillas", también se cuenta como un tipo de libración. A una distancia lunar de 60 RE (radios de la Tierra), un desplazamiento de 1 RE desplaza el ángulo de visión en aproximadamente 1°.

Libraciones Físicas

    Además de los modos anteriores, también existen libraciones "físicas", cabeceos y bamboleos de la Luna reales tipo péndulo alrededor de su punto de equilibrio, como la cabeza unida a un resorte en uno de esos mu–ecos de "cabeza móvil", los cuales son populares como recuerdo.
    El modo principal es el cabeceo de polo-a-polo y totaliza aproximadamente en un grado y medio. La oscilación logitudinal que se mueve de lado a lado, por otro parte, tiene una amplitud de tan solo un cuarto de minuto de arco, demasiado peque–a para ser medida con métodos ordinarios telescópicos. Sin embargo, puede ser revisado con bastante facilidad mediante se–ales láser que reboten de un conjunto de prismas reflejantes dejados en la Luna por los astronautas de las misiones Apolo 11, 14 y 15, parte del ALSEP, o "Apollo Lunar Surface Experiment Package, (Paquete Experimental Apolo de la Superficie Lunar)", o por el conjunto dejado allí por la nave robot Soviética Luna 21. Los resultados están en concordancia con la teoría de dichos movimientos, el cual fue expandido para cubrir movimientos que con anterioridad eran despreciados por ser inobservables.

Otros Casos de Rotación Cerrada

    Las lunas cuya rotación está "cerrada" o "en sincronía", o sea que siempre presentan la misma cara al cuerpo padre, son sorprendentemente comunes en el sistema solar, especialmente lunas interiores, cercanas al planeta. Los cuatro satélites "Galileanos" de Júpiter son síncronos, el volcánico Io, Europa, Ganímides y Calisto, todos descubiertos por Galileo. Las 5 lunas interiores de Saturno son similarmente síncronas, como lo es Iapeto, más distante, la misteriosa luna mitad luz y mitad sombra en el libro de Arthur Clarke "2001, Space Odyssey (2001, Odisea del Espacio)" que era la puerta a otro mundo.
    La rotación del planeta Mercurio está cerrada con respecto al Sol de una manera extra–a, teniendo tres rotaciones cada dos órbitas. Y la extra–a rotación de Venus, de este a oeste, contraria a la Tierra, y que pareciera estar cerrada a ella. El cerramiento parece imperfecto y puede ser accidental, pero el hecho de que cada vez que Venus está en su fase más cercana a la Tierra, se presenta con casi exactamente la misma cara. Venus está cubierta por densas nubes, y la Misión Magallanes que lleva un radar ha mapeado casi toda su superficie con gran detalle. Antes de eso, la herramienta principal para estudiar su superficie eran los radiotelescopios, operando como platos o antenas de radar para recibir las se–ales que rebotaban del planeta. Tan solo se podían obtener imágenes imperfectas, pero los astrónomos estaban frustrados al darse cuenta que en cada máxima aproximación, siempre se presentaba la misma cara.

 Logros del "Proyecto Apollo"

Entre las actividades de los astronautas sobre la Luna destacan:
  • Traer de vuelta a la Tierra grandes cantidades de roca lunar y polvo. Las rocas traídas son viejas, lo que sugiere que no ha habido cambios significativos desde que se formó la superficie de la Luna, hace unos 4.500 millones de años. El "polvo" (regolith) probablemente fue pulverizado por los impactos; las misiones "Surveyor" mostraron que era lo suficiente firme para suministrar apoyo. 

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  • Las tripulaciones de los Apollo 15, 16 y 17 exploraron la Luna abordo de un "vehículo lunar" movido eléctricamente. (foto de la derecha).

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  • Se emitieron hacia la Tierra extensas imágenes de vídeo, hasta una (hecha por una cámara por control remoto) del despegue de la Luna del Apollo 17. También se fotografió, con una cámara especial que utilizaba luz ultravioleta, a la Tierra y a su "geocorona" de hidrogeno resplandeciente . 

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  • Se colocó un sismómetro sobre la Luna, que mostró que la Luna es sismológicamente mucho más calmada que la Tierra. 
  • Se tendieron hojas de metal (como banderas) para recibir el viento solar. Retornándose a la Tierra donde se analizó la composición de los iones atrapados.
  • Se colocaron sobre la Luna reflectores, de tal forma que los rayos láser reflejados por ellos ayudaron a medir, de forma muy exacta, la distancia. 

La Luna no ha vuelto a ser visitada por los humanos desde 1972, pero algunas misiones orbitales han estudiado el campo magnético de la Luna, así como las emisiones de rayos X y gamma, de lo que se pueden deducir algunas variaciones de la composición de su superficie.
Se ha encontrado que la Luna no tiene campo magnético global como la Tierra, pero su superficie está débilmente magnetizada en algunas zonas. La roca derretida queda magnetizada permanentemente si solidifica en presencia de un campo magnético externo, lo que sugiere que en tiempos remotos la Luna, al igual que la Tierra hoy en día, tuvo un centro metálico derretido en el cual las corrientes eléctricas generaron un campo magnético. Observaciones algo similares, con las que se llegó a la misma conclusión, se hicieron sobre Marte en 1998.
Hay pequeñas dudas de que en el futuro veamos más exploraciones lunares, aunque está probablemente lejana una "base lunar". Las observaciones astronómicas u otras se pueden realizar fácilmente desde una órbita terrestre, y suministrar apoyo vital sobre la Luna no es fácil. Una base puede ser atractiva después de desarrollar formas para utilizar los materiales lunares para construcción y combustible.



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