La "luna inconstante, "como lo llamó Shakespeare en Romeo y Julieta, es más confiable de lo que su pareja de amantes desventurados podría haber pensado. Ahora, los investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) planean hacer que la luna sea aún más confiable con un nuevo proyecto para medir su brillo.

Los científicos ponen a la luna a trabajar a diario como una fuente de calibración para las cámaras espaciales que utilizan el brillo y los colores de la luz solar que se refleja en nuestro planeta para rastrear los patrones climáticos. tendencias en la sanidad de los cultivos, las ubicaciones de las floraciones de algas nocivas en los océanos y mucho más. La información enviada desde los generadores de imágenes orientados hacia la Tierra permite a los investigadores predecir hambrunas e inundaciones y puede ayudar a las comunidades a planificar la respuesta a emergencias y la asistencia en casos de desastre.

Para asegurarse de que el "verde" de una cámara satelital no sea el "amarillo" de otra, "cada cámara está calibrada, en el espacio, contra una fuente común. La luna es un objetivo conveniente porque, a diferencia de la Tierra, no tiene atmósfera y su superficie cambia muy poco.

El problema es que por todas las canciones escritas sobre la luz de la luna plateada, todavía no se entiende exactamente qué tan brillante es la luz reflejada de la luna, en todo momento y desde todos los ángulos. Las mejores mediciones de hoy permiten a los investigadores calcular el brillo de la luna con incertidumbres de un pequeño porcentaje, lo que no es lo suficientemente bueno para las necesidades de medición más sensibles. dice Stephen Maxwell de NIST. Para compensar estas deficiencias, los científicos han desarrollado soluciones complicadas. Por ejemplo, Deben comprobar periódicamente la precisión de sus imágenes de satélite realizando las mismas mediciones de varias formas:desde el espacio, desde el aire y desde el suelo, simultáneamente.

O, si quieren comparar imágenes tomadas en diferentes momentos por diferentes satélites, tienen que asegurarse de que haya algo de superposición durante su tiempo en el espacio para que los creadores de imágenes tengan la oportunidad de medir la misma parte del planeta aproximadamente al mismo tiempo. Pero, ¿qué sucede si un equipo de investigación no puede llevar una nueva cámara al espacio antes de que se retire una vieja? "Obtienes lo que se llama brecha de datos, y pierde la capacidad de unir mediciones de diferentes satélites para determinar tendencias a largo plazo, "Dice Maxwell.

Saber realmente qué tan brillante es la luna, con incertidumbres de mucho menos del 1 por ciento, reduciría la necesidad de estas soluciones logísticamente desafiantes y, en última instancia, ahorraría dinero.

Por eso, el NIST se propone tomar nuevas medidas del brillo de la luna. Los investigadores esperan que sean las mejores medidas hasta la fecha.

"Brillo" aquí significa, específicamente, la cantidad de luz solar que se refleja en la superficie de la luna. Su magnitud aparente es de aproximadamente 400, 000 veces más pequeño que el del Sol, pero el brillo exacto de la luna depende de su ángulo con respecto al Sol y la Tierra. Y esos ángulos siguen un patrón complejo que se repite aproximadamente cada 20 años.

Para capturar la luz de la luna en su nuevo experimento, Los investigadores utilizarán un pequeño telescopio como lo que Maxwell llama un "cubo de luz, "diseñado para recoger todo, desde la radiación ultravioleta (unos 350 nanómetros, mil millonésimas de metro) a través del espectro visible y en el infrarrojo de onda corta (2,5 micrómetros, millonésimas de metro). La lente única del telescopio de 150 mm (6 pulgadas) está hecha de un compuesto llamado fluoruro de calcio, que, a diferencia del vidrio más común, puede enfocar la luz de la luna desde esta amplia gama de longitudes de onda en un detector.

Pero ese telescopio deberá calibrarse antes de cada medición. Así que a unos 15 a 30 metros (50-100 pies) de distancia, el equipo de investigación instalará una fuente de luz de banda ancha, es decir, uno con una amplia distribución de longitudes de onda, con una salida confiable. Para validar la fuente de banda ancha, Los científicos también utilizarán una segunda lámpara que emite solo una banda estrecha de longitudes de onda a la vez y se puede sintonizar en diferentes bandas según sea necesario. Las pruebas nocturnas con estas fuentes calibradas vincularán los hallazgos lunares del equipo con el Sistema Internacional de Unidades (SI).

Afortunadamente, el estudio NIST no necesitará recopilar datos durante 20 años, Maxwell dice; de tres a cinco años será suficiente para reunir más del 95 por ciento de los ángulos que necesitarán. Para obtener la mayor cantidad posible de luz de luna sin adulterar, El experimento está programado para comenzar a tomar medidas en 2018 en el Observatorio Mauna Loa en Hawai. Sentado alrededor de las 3, 300 metros (11, 000 pies), en uno de los volcanes más grandes del mundo, el sitio planeado está por encima de gran parte de la influencia distorsionadora de la atmósfera terrestre.

Aunque el experimento tardará años en completarse, Maxwell cree que incluso los datos preliminares serán útiles para la comunidad "casi de inmediato, "como una comparación con el sistema actual. Los generadores de imágenes orientados a la Tierra que podrían beneficiarse del nuevo conjunto de datos del NIST incluyen la serie Landsat, GOES-16 y decenas de satélites comerciales.