Landsat mira la Luna

Dos satélites que mantienen una vigilancia casi constante en la Tierra también se volvieron para mirar. Al hacerlo, observaron cambios de temperatura dramáticos y desiguales en nuestro vecino celestial más cercano, pero a veces sorprendente.

Mediciones desde los satélites Landsats

Los cambios se muestran en esta serie de imágenes de abajo, derivadas del Sensor Infrarrojo Térmico (TIRS) en el satélite Landsat 8 y TIRS-2 en Landsat 9.

Las imágenes tienen una resolución de aproximadamente 60 kilómetros por píxel. Tenga en cuenta que el contraste en cada imagen se ha ajustado en función de las temperaturas mínimas y máximas de la superficie lunar en cada escena.

En el transcurso del eclipse de cuatro horas, los sensores TIRS observaron la intensidad de la luz infrarroja que irradia desde la superficie de la Luna. A partir de esos resplandores, los científicos calcularon las temperaturas necesarias para generarlos. Esta "temperatura de brillo" de la superficie lunar cambió a medida que la sombra de la Tierra avanzaba por el paisaje lunar. Las áreas más brillantes de las imágenes son más cálidas que las áreas más oscuras y frías.

Dennis Reuter, científico de instrumentos TIRS, señaló dos características notables reveladas por las imágenes. “Se observó cuán tan rápido se enfría la superficie cuando se quita la iluminación solar”, dijo. “Cae a un ritmo de más de 100 Kelvin (100°C/180°F) por hora cuando comienza el eclipse completo”. El eclipse completo, el período durante el cual la sombra de la Tierra cae sobre toda la superficie lunar, duró desde las 03:29 hasta las 04:53 hora universal del 16 de mayo. Observe la superficie que se oscurece rápidamente (enfría) en la fila central de imágenes.

Después de la eliminación del calentamiento solar, la razón más obvia de la rápida caída de la temperatura es que la Luna carece de una atmósfera espesa que atrape el calor. Pero las características físicas de la superficie lunar también son un factor, explicó Reuters. Los meteoritos han estado golpeando la Luna durante miles de millones de años y han dejado toda la superficie cubierta con una capa de fino polvo rocoso o "regolito". El diminuto tamaño de cada partícula y la naturaleza de baja densidad del polvo suelto ayudan a que la superficie lunar pierda calor rápidamente.

“Esto alimenta el segundo punto interesante: los cráteres se enfrían más lentamente que el material que los rodea”, dijo Reuter. Por ejemplo, observe que el cráter Tycho parece permanecer relativamente brillante (cálido) a medida que avanza el eclipse. El siguiente cuadro muestra esta diferencia entre el cráter Tycho y una pequeña región del terreno circundante en el transcurso del día. El cráter comienza más frío que su entorno, pero pierde calor mucho más lentamente. En el momento en que el cráter está en la sombra completa (último tercio del gráfico), es claramente más cálido que la superficie que lo rodea.

Una razón de la diferencia podría ser que los cráteres contienen menos polvo de grano fino, o que los materiales en ellos conducen mejor el calor. "La diferencia en las tasas de enfriamiento entre varias áreas se denomina diferencia en la inercia térmica", dijo Reuter, "y da pistas sobre la variación en las características de la superficie de varias regiones del objeto".

Usar observaciones térmicas para aprender sobre la composición física de un objeto distante no es una idea completamente nueva. Por ejemplo, la misión OSIRIS-REx realizó previamente observaciones térmicas del asteroide Bennu en varios ángulos de iluminación del Sol, revelando rocas en el asteroide que son tan débiles que podrían aplastarse con la mano.

Esa misión le dio una idea al equipo científico de TIRS: "Me di cuenta de que el eclipse lunar total haría que la superficie de la Luna pasara de estar completamente iluminada a estar casi completamente oscura en solo unas pocas horas y nos permitiría obtener mediciones comparables de las propiedades térmicas lunares", Reuter. dijo. Las mediciones, si se analizan en contexto con los materiales lunares que los astronautas han traído a la Tierra, podrían ayudar a los científicos a sacar conclusiones aún más concretas sobre las relaciones entre las observaciones térmicas y la composición física de las superficies distantes.

Las observaciones de nuestro vecino rocoso más cercano no fueron exactamente fáciles de hacer, explicó Matthew Montanaro, del equipo científico de TIRS. Los satélites Landsat están hechos para observar la Tierra, lo que significa que todo, desde su movimiento orbital alrededor del planeta hasta la calibración de sus sensores, está orientado a adquirir imágenes de la Tierra. Pero una vez al mes, el equipo de operaciones de vuelo (administrado por el Servicio Geológico de EE. UU.) ordena a los satélites que giren hacia la superficie estable e inmutable de la Luna con el fin de calibrarlos.

El 16 de mayo, los operadores de la misión sometieron a Landsat 8 y 9 a un procedimiento similar, modificándolo para lograr una vista del eclipse según lo solicitado por el equipo científico de TIRS. La solicitud especial involucró trabajo adicional por parte de los equipos de planificación de misión, dinámica de vuelo y operaciones de vuelo del USGS y la NASA, quienes determinaron las secuencias de mando de los satélites, practicaron maniobras en un simulador y verificaron que no se sacrifiquen los datos terrestres clave.

"Landsat tiene un gran grupo de personas detrás de escena que hacen que los observatorios funcionen sin problemas", dijo Montanaro, "incluso cuando tratamos de enviarles una solicitud especial como esta".

Imágenes de NASA Earth Observatory por Joshua Stevens , utilizando datos Landsat del Servicio Geológico de EE. UU. y Matthew Montanaro/GSFC/RIT. Imágenes visibles (fotografías Nikon DSLR) por Matthew Montanaro/GSFC/RIT. Texto de Kathryn Hansen.

NASA Earth Observatory