El recurso más valioso de la Luna

Después de tanto hablar y justificar, en este capítulo por fin vamos a empezar con el proyecto propiamente dicho. Y para ello vamos a responder un detalle que parece sencillo pero que no lo es tanto: ¿dónde lo construimos? Aquí en la Tierra, la infraestructura lineal busca mejorar la comunicación entre dos puntos, por lo que esta pregunta es la premisa que antecede al proyecto constructivo. Pero como ahora mismo no hay nada construido en la Luna, la respuesta no es fácil y habrá que tirar de suposiciones.

Utilicemos la lógica: lo primero que construiremos en la Luna será aquello que permita una exploración científica básica y, si acaso, aquello que facilite una permanencia más definitiva en un futuro. Todo ello requerirá un recurso relativamente escaso en la Luna y que se concentra en un sitio muy concreto. Por lo que los primeros puntos que habrá que comunicar serán la zona de alunizaje y la base con este recurso.

(Casi) lo único en lo que se ponen de acuerdo norteamericanos, rusos y chinos.

Por si no lo has adivinado, este recurso del que hablamos es el agua. En la superficie lunar es muy escasa, lo que limitaría la colonización del astro. El motivo es complejo, pero resumiendo se debe a que la ausencia de atmósfera, sumado a millones de años de radiación solar, ha “evaporado” todo el agua que pudiera haber existido alguna vez en la superficie (técnicamente no es agua, sino hielo. Y no es evaporar, sino sublimar). Lo que solo deja dos opciones: o que haya agua en el subsuelo, o que haya agua en zonas que nunca han recibido la luz solar.

La primera opción parece la más lógica… pero tiene un gran problema. Recientemente la sonda china Chang’e-5 encontró pruebas de que el regolito lunar tiene un cierto porcentaje de agua (enlace), algo que también se ha observado en otras misiones espaciales como la misión SOFIA de la NASA. El problema es que se acumulan en cantidades ridículas. Como comparativa, el desierto del Sahara sería unas 100 veces más húmedo (enlace). A esto le tienes que añadir que técnicamente no es solo agua, sino agua (H₂O) más hidroxilo (HO). Dado que ambos responden igual ante las pruebas realizadas y, por tanto, se pueden confundir. Si, vale, cantidades ridículas pero en áreas de miles de km² al final suman millones de litros de agua, pero ya tenemos que idear cómo drenar/filtrar toda esa cantidad de regolito lunar.

La segunda es sorprendentemente más sencilla: las conocidas como trampas frías. Se trata de aquellos cráteres y grietas situados en las regiones polares, donde los rayos solares inciden de manera muy tangencial. Se les conocen como trampas frías porque el sol nunca llega a brillar en la base del cráter desde hace miles de millones de años y, por tanto, todo el hielo que hubiera quedado atrapado allí abajo nunca ha tenido oportunidad de sublimarse. Aquí quizás estés un poco perdido, por lo que te daré un par más de detalles por encima para no complicarlo:

• ¿De dónde sale el agua? Pues en resumidas cuentas del bombardeo continuado de cometas y asteroides procedentes de otras partes del sistema solar (sobre todo durante un periodo conocido como Bombardeo Intenso Tardío hace más de 3.800 millones de años). Por cierto, se cree que la Tierra obtuvo su agua de la misma manera (enlace).
• ¿Cómo que sublimarse? La Luna no tiene atmósfera, por lo que cualquier gota de agua se evaporaría al instante. De esta manera el H₂O solo puede estar en dos estados: sólido (el hielo que queremos) y gaseoso (rápidamente se perdería en la inmensidad del espacio). La cosa es si le da o no el sol, ya que ese detalle puede suponer una diferencia de cientos de grados.
• ¿Cómo sabemos que hay agua ahí metida? Se conoce la existencia de agua en la Luna desde 2009. Desde entonces solo se han encontrado más y más pruebas que lo corroboran e, incluso, que sugieren que hay más de la que nos creíamos (enlace). Algunas de las últimas misiones que lo han confirmado son la ya mencionada SOFIA, o la misión Chandrayaan-1 de la agencia espacial india.
• ¿Por qué es tan importante el agua? Pues primero porque será fundamental para cualquier asentamiento humano que pulule por ahí. Hasta ahora, todos los astronautas han tenido que traerse el agua desde la Tierra, con lo que eso supone en costos. De hecho, en la Estación Espacial Internacional se tiene que reciclar toda el agua mediante procesos muy complejos para no desperdiciar ni una sola gota (reciclan hasta el 98% del sudor y la orina de los astronautas, enlace). Tener allí agua puede facilitar mucho las cosas. Pero, además de para los humanos, el agua tiene un uso clave: como combustible para cohetes. De hecho, si las reservas de agua en las trampas frías lunares son tan grandes como se ha llegado a especular, se plantea la posibilidad de utilizar la Luna como una especie de gasolinera espacial que permita abastecer a las naves con destinos como Marte o el cinturón de asteroides (enlace), poca broma.
• ¿Pero se puede sacar agua de las trampas frías? Claro, sigue siendo relativamente complicado, pero mucho más sencillo que la opción del subsuelo. De hecho, ya hay planes que incluyen una serie de espejos estratégicamente orientados para proyectar luz solar a esos pozos (en el enlace de antes te lo explican mejor).

Por eso, si algo tienen en común las principales agencias espaciales es que la primera base lunar será en el polo sur lunar. Debido a que cuenta con muchos más cráteres que el polo norte y, por tanto, tienen mucha más abundancia de trampas frías.

Un vistazo a la Antártida lunar

Como hemos dicho, el polo sur lunar está repleto de cráteres y, por tanto, de hielo metido en las trampas frías. De ahí que se haya estudiado hasta la saciedad con misiones como la Lunar Orbiter Laser Altimeter (LOLA para los amigos) del Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO). Este programa tiene cuantiosa información y vale la pena investigarla solo por las imágenes que muestra, pero me voy a quedar con la siguiente ya que creo que es muy explicativa:

El centro de esta imagen es el polo sur lunar, y muestra la luminosidad recibida por los cráteres de la zona junto con una serie de puntos potencialmente habitables para asentamientos lunares (por cierto, cuando redacté mi TFM en julio-agosto de 2021 “solo” había catalogados 11 puntos. A día de hoy he contado 27. No está mal). Si hacemos un detalle justo del polo sur, veremos que está dentro de un cráter llamado Shackleton (por si te lo preguntas, viene del apellido de un explorador de la Antártida). Este punto es tan tremendamente interesante que suele ser de los primeros sitios que se mencionan para las colonias lunares. Por ello creo que es razonable suponer lo siguiente: imagina una zona lo suficientemente expuesta y accesible como para facilitar el alunizaje de cohetes y la creación de un asentamiento lunar que mantenga una comunicación constante con la Tierra. Una base que esté unida por un tramo de unos 15-25 kilómetros al cráter Shackleton de oscuridad eterna (no es una licencia poética, esta categoría existe según Wikipedia. Enlace). Una trampa fría con cantidades ingentes de hielo aprovechable para la colonia. De hecho, volvamos a la imagen de antes y fíjate en los puntos SL3, 1 y 4 ubicados abajo a la izquierda del polo sur. Estos serán los puntos que consideremos a partir de ahora como nuestro ámbito y cuyo nombre oficial es:

• Site01: Connecting ridge.
• Site04: Shackleton rim.
• SL3: Connecting ridge extension.

El punto 4 es el borde del cráter Shackleton, una zona orográficamente compleja con mucha pendiente, mientras que el punto SL3 es una zona alta cercana al cráter de Gerlache y situada a unos 30-40 kilómetros. Por su parte, el punto 1 es la cresta que une ambos puntos y que cuenta con unas pendientes más suaves. Os voy a dar un link que a mi me costó horas de buceo por internet: los datos topográficos del LOLA-LRO, es decir, la nube de puntos (enlace). Tranquilos que no es nada turbio, los datos son públicos pero están muy escondidos. Si sois un poco frikis os podéis descargar los datos y montar un modelo digital del terreno (MDT) lunar como este de aquí:

Este MDT está hecho mediante Civil3D con más de 2.4 millones de puntos, y cubre un área de casi 722 km² (como referencia, el municipio de Madrid es de casi 606 km²). El área representa el sector circular delimitado por los ejes cardinales este y sur y las latitudes 89S y 90S (polo sur). En la siguiente imagen tenéis un detalle del cráter Shackleton contenido en el ámbito.

Quiero destacar un último aspecto que va a ser importante: las pendientes medias. Diseñar el trazado de un tren en la Luna no tendrá criterios como reducir los servicios afectados o las expropiaciones, pero agárrate con los movimientos de tierras. Piensa que la inclinación de las paredes de los cráteres están al límite que permite el terreno y que, en última instancia, está definido por el ángulo de rozamiento interno. Una pizca de inclinación más y la pared colapsa. Como veremos en otra entrada, el ángulo de rozamiento interno del regolito lunar está en torno a los 38º (no me lo he inventado, se midió en las muestras traídas de las misiones Apolo, ya lo veréis en la entrada de geotecnia), por lo que os podéis imaginar el monstruoso hoyo que es cada uno de estos cráteres (el cráter Shackleton tiene 21 km de diámetro y 4,2 km de profundidad… y encima nunca ha llegado la luz a la base. Me lo imagino como el sitio perfecto para una novela de terror lovecraftiano). Cualquier obra lineal que quieras diseñar tendrá que hacer milagros para evitar estos barrancos tremendamente inestables. Así que, para terminar, te incluyo una última imagen que muestra este detalle en nuestro ámbito:

Recapitulando

Atendiendo a los recursos lunares necesarios a corto plazo, lo prioritario es concentrarse en la obtención del agua. Existen varias fuentes de agua, pero las más accesibles y fáciles de explotar son las del polo sur, en cráteres llamados trampas frías a los que no llegan los rayos solares. Es por ello por lo que las principales agencias espaciales coinciden en que la creación de los primeros asentamientos lunares será precisamente en el polo sur; llegando, incluso, a catalogar las coordenadas de 27 puntos potenciales. Dado que nuestra intención es definir el proyecto constructivo real de un tramo de tren lunar, se ha escogido unir tres de estos 27 puntos (entre los cráteres Shackleton y de Gerlache). Finalmente, destacar que uno de los criterios más limitantes en el trazado es la pendiente del terreno lunar, con una orografía caracterizada por la inestabilidad en la gran cantidad de cráteres.

Las pendientes nos van a traer de cabeza, pero no es lo peor ni de lejos, de eso hablaremos en la siguiente entrada. Más concretamente de todas las cosas que te van a complicar el proyecto: desde lo que te mataría en segundos hasta lo que freiría cualquier aparato eléctrico. ¡Nos vemos!