Los mapas y las imágenes creadas por un pequeño equipo de la UA al comienzo de la carrera espacial abrieron la puerta a la exploración lunar y planetaria hace 50 años.

Solo un puñado de personas estaba estudiando seriamente la luna cuando el presidente John F. Kennedy anunció en 1961 que los estadounidenses caminarían sobre su superficie al final de la década. Entre ellos se encontraba un pequeño grupo de investigadores de la Universidad de Arizona.

El equipo de la UA tomó imágenes y trazó un mapa de la superficie lunar, lo que les permitió comprender la geología de la luna y a la NASA para elegir lugares de aterrizaje para futuras misiones robóticas y Apolo. Gerard Kuiper, el padre de la ciencia planetaria moderna, dirigió el equipo y estableció el Laboratorio Planetario y Lunar de la UA.

"Los astrónomos clásicos consideraban la luna como una molestia que iluminaba el cielo nocturno, dificultando el estudio de las estrellas y galaxias más débiles, "dijo William Hartmann, uno de los primeros estudiantes graduados de Kuiper y cofundador del Instituto de Ciencias Planetarias, o PSI, en Tucson. Hartmann y el cofundador de PSI, Don Davis, otro alumno de la UA, También propuso que la luna nació de un impacto gigante con la Tierra. Su teoría todavía lleva a pensar en la actualidad.

"En aquel momento, Los astrónomos solo estaban interesados ​​en objetos fuera de nuestro sistema solar, ", Dijo Hartmann." Para la mayoría de los astrónomos de la década de 1950, los planetas no parecían muy interesantes, y no había técnicas muy útiles para estudiarlos ".

Es más, los mapas de la luna en ese momento fueron dibujados a mano, y los nombres de muchas características seguían sin resolverse.

Kuiper, ya era un líder en ciencia planetaria cuando llegó a Tucson en 1960, buscó comprender al vecino celestial de la Tierra y trabajó durante años para crear múltiples atlas lunares con las mejores fotografías de la luna.

Los Atlas lunares

Kuiper y su equipo recolectaron las mejores fotos telescópicas disponibles de la luna de observatorios de todo el mundo y las usaron para producir los dos primeros atlas mientras trabajaban en el Observatorio Yerkes de la Universidad de Chicago en Wisconsin. El Atlas Fotográfico Lunar y el Atlas Ortográfico de la Luna, que incluía una cuadrícula de coordenadas, fueron publicados en 1960 y 1961, respectivamente. Los astrónomos los usaron mientras observaban la luna telescópicamente.

El Atlas Lunar Rectificado, publicado en 1963 por la University of Arizona Press, fue un paso más allá. El tercer atlas permitió a los humanos por primera vez ver qué características en los bordes de la luna, llamadas extremidades, parecía sin distorsión.

Para lograr esto, Kuiper montó un hemisferio blanco de 3 pies de ancho al final de un pasillo y proyectó en él fotografías de placas de vidrio de las mejores imágenes de la luna. Hartmann, un estudiante de posgrado de primer año en ese momento, tenía la tarea de tomar fotos del hemisferio desde diferentes ángulos. Las imágenes resultantes revelaron características lunares como aparecerían desde la perspectiva de un astronauta volando por encima.

Cuatro años después, Kuiper produjo otro atlas lunar.

"El Atlas Lunar Consolidado de 1967 fue el último de la serie de Gerard Kuiper, "dijo Steve Larson, quien fue uno de los asistentes de investigación de pregrado de Kuiper y ahora es un científico senior en el Laboratorio Lunar y Planetario de la UA, o LPL. Larson estableció Catalina Sky Survey y ha trabajado con todos los directores de LPL desde el inicio del laboratorio.

El cuarto atlas estaba compuesto por las imágenes de mayor resolución tomadas desde el suelo, la mayoría de las cuales fueron tomadas con el telescopio de 61 pulgadas financiado por la NASA, ubicado en lo alto del monte Bigelow en las montañas Catalina al norte de Tucson. El telescopio ahora es administrado por el Steward Observatory de la UA y lleva el nombre de Kuiper.

"Ese fue nuestro proyecto principal durante los primeros años después de la construcción del telescopio de 61 pulgadas, ", Dijo Larson." Fuimos financiados por la NASA para grabar imágenes de alta resolución de la luna, pero también tomamos imágenes de Venus, Marte, Júpiter y Saturno para monitorear los cambios en la atmósfera ".

Kuiper y su equipo crearon el Atlas Lunar Consolidado enfocando cuidadosamente el telescopio en la luna y tomando sistemáticamente miles de fotos de películas a lo largo del terminador de la luna. el límite entre la luz del sol y la oscuridad. En el terminador, la luz del sol golpea la luna en un ángulo bajo, permitiendo a los científicos capturar variaciones sutiles en la topografía lunar, Dijo Larson.

Pero el alto contraste y la iluminación dramática cerca del terminador de la luna hicieron que la imagen de las características de la superficie lunar fuera complicada. Larson y el estudiante universitario John Fountain iluminaron laboriosamente las áreas cercanas a la sombra y atenuaron las partes más brillantes de la superficie a mano.

"Fue muy analógico, "Dijo." Pasé toda la temporada de monzones de verano en el cuarto oscuro del sótano; El sol brillaba cuando caí y cuando salí estaba inundando por todas partes ".

Kuiper y su equipo inspeccionaron, catalogado y calificado cada uno de los más de 8, 000 fotos de películas para reducirlas a las más de 200 que ahora componen el Atlas Lunar Consolidado. Fue publicado por University of Arizona Press en 1967.

Desembarco del águila

Al mismo tiempo, Los líderes de la NASA sabían que necesitaban comprender la superficie de la luna en detalle para elegir un lugar de aterrizaje. ¿El suave franjas oscuras de la superficie lunar, llamadas maria, que significa mares, como los primeros observadores pensaron que eran océanos, ¿tragar a los astronautas en polvo o apoyarlos como océanos de magma enfriados y solidificados?

"Cuando la NASA estaba decidiendo dónde aterrizar, estarían mirando una de estas impresiones. Aquí hay un lugar sin muchos cráteres que es relativamente plano, ", Dijo Larson mientras señalaba el sitio de aterrizaje final del Apolo 11, ubicado en el Mar de la Tranquilidad.

Hay dos tipos principales de terreno en la luna, dijo el profesor de LPL y subdirector de ciencias planetarias Shane Byrne.

"La mayoría de las misiones Apolo y la mayoría de las misiones Surveyor (módulo de aterrizaje) fueron a un tipo:la yegua lunar, las zonas oscuras de la luna, ", Dijo Byrne." Es más suave y seguro aterrizar allí, y esa fue la motivación para enviar a los astronautas allí. Pero la mayor parte de la luna está cubierta con áreas brillantes, las tierras altas lunares, que son mucho más toscos, mucho más lleno de cráteres ".

Antes que los hombres, Había Robots

La NASA preparó tres series de naves espaciales robóticas para visitar la luna antes que los astronautas:Ranger, Surveyor y Lunar Orbiter.

La NASA nombró a Kuiper como experimentador jefe, un puesto que hoy se conoce como investigador principal, en las misiones Ranger. Entre el equipo se encontraban el científico planetario de la UA Ewen Whitaker y Eugene Shoemaker, quien creó la rama de astrogeología del Servicio Geológico de los Estados Unidos en Flagstaff, Arizona.

Ranger 1 se lanzó en agosto de 1961 para recopilar videos de detalles cada vez mayores antes del aterrizaje forzoso en la luna. Las futuras misiones de Ranger fallaron hasta el lanzamiento de Ranger 7 en 1964, que aterrizó en lo que Kuiper denominó Mare Cognitum, el mar que se ha hecho conocido. Whitaker seleccionó los sitios de aterrizaje para Ranger 6 y 7.

La exitosa misión Ranger 7 mejoró la resolución del detalle lunar 1, 000 veces, Kuiper proclamó en una conferencia de prensa poco después de que la nave espacial llegara a la luna.

Para analizar las fotografías, Kuiper se asoció con los profesores eméritos de la UA Robert Strom de LPL y Spence Titley, del Departamento de Geociencias. Titley dio a los estudiantes de Kuiper y a los astronautas de la NASA cursos intensivos de geología y recomendó características que los astronautas deberían fotografiar desde la órbita. Titley también trabajó con el Servicio Geológico de EE. UU. En 1964 para mapear la luna utilizando el telescopio solar McMath-Pierce en Kitt Peak para el programa Apollo.

Las misiones de Ranger fueron seguidas por Surveyor 1, el primero de siete módulos de aterrizaje lunares no tripulados en un programa que se desarrolló desde junio de 1966 hasta enero de 1968. El Surveyor 1 alcanzó la superficie de la luna el 2 de junio. 1966, y envió fotos panorámicas de sus viajes.

El éxito de Surveyor aseguró a los astronautas que no serían tragados por el polvo. A pesar del éxito del programa Surveyor, La NASA no tenía forma de saber dónde, exactamente, en la luna aterrizó la nave espacial.

La NASA publicó lo que pensaban que era el lugar de aterrizaje correcto en la revista. Ciencias . Pero Whitaker notó una discrepancia, y después de estudiar detenidamente las imágenes tomadas por NASA Lunar Orbiter, publicó una ubicación alternativa para Surveyor 1 en la edición de septiembre de la revista.

"Whitaker pudo identificar el área de aterrizaje observando los picos de las montañas en el horizonte, "Dijo Larson.

Los funcionarios de la NASA se dieron cuenta de su error y las habilidades de Whitaker le valieron la tarea de localizar cuatro sitios de aterrizaje más de Surveyor.

Whitaker volvió a demostrar su destreza en la superficie lunar cuando localizó correctamente el Apolo 11. La primera misión tripulada no alcanzó su objetivo previsto porque el sitio era demasiado rocoso. El módulo de aterrizaje que transportaba a los dos hombres navegó durante cuatro millas adicionales, casi se queda sin combustible antes de tocar tierra. La NASA analizó fotos tomadas desde la superficie y determinó lo que creían que era el lugar de aterrizaje del Apolo 11. Ewen hizo su propio análisis, que era contrario a la ubicación de la NASA, y fue correcto.

Luego, la NASA intentó demostrar un aterrizaje preciso con el Apolo 12 y utilizó la ubicación de Whitaker del Surveyor 3 para hacerlo. La ubicación de Whitaker era tan acertada que los astronautas caminaron hasta el Surveyor 3.

Desde las misiones Apolo, La UA ha captado imágenes de la superficie de Marte con gran detalle utilizando el Experimento Científico de Imágenes de Alta Resolución a bordo del Mars Reconnaissance Orbiter. La UA también dirigió el equipo que tomó imágenes de la superficie de la luna Titán de Saturno desde debajo de las nubes con la sonda Cassini-Huygens. La UA también encabeza la misión de retorno de muestras OSIRIS-REx al asteroide Bennu y actualmente está mapeando e imaginando la superficie oscura para elegir un sitio de recolección.