Es obvio que no se puede respirar en la Luna; la realidad es aún más sorprendente. La exosfera lunar (su atmósfera muy delgada) es aproximadamente 100 billones de veces más ligera que la de la Tierra, lo que la convierte esencialmente en un vacío. Esta extrema rareza significa que las moléculas de gas neutro rara vez chocan entre sí; en cambio, las partículas del viento solar generalmente las arrastran hacia el espacio.
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La exosfera de la Luna contiene sólo unas 100 moléculas por centímetro cúbico, casi indistinguible del espacio vacío. En total, su masa es de unas modestas 55.000 libras, comparable a la de un camión volquete completo. A modo de contexto, la exosfera de la Tierra tiene la misma densidad pero se encuentra sobre cuatro capas mucho más gruesas:la troposfera, la estratosfera, la mesosfera y la termosfera. La troposfera, donde vivimos, contiene aproximadamente 100 mil millones de moléculas por centímetro cúbico al nivel del mar. Por lo tanto, una porción microscópica del aire de la superficie de la Tierra pesa más que toda la exosfera de la Luna.
La exosfera de la Tierra comienza a unas 440 millas sobre la superficie y se extiende hasta unas 6200 millas, más allá de la órbita de 250 millas de la Estación Espacial Internacional. Por el contrario, la exosfera de la Luna comienza y termina en la superficie, lo que deja a la ISS viajar a través de una atmósfera mucho más densa.
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Ambas atmósferas planetarias comparten gases comunes (nitrógeno, oxígeno, argón, dióxido de carbono), pero sus proporciones difieren dramáticamente. La Hoja informativa sobre la luna de la NASA muestra que el helio-4 y el neón son los gases lunares más abundantes, con concentraciones de 40.000 y 35.000 partículas por centímetro cúbico, respectivamente. Le siguen Argón-40 y Argón-36 con 30.000 y 2.000 partículas. Los espectrómetros de la era Apolo han detectado trazas de hidrógeno, monóxido de carbono e incluso isótopos radiactivos como polonio y radón. Estos gases traza son demasiado escasos para proporcionar aire respirable.
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La menor gravedad de la Luna (aproximadamente una sexta parte de la de la Tierra) influye, pero la ausencia de una magnetosfera sustancial es el factor decisivo. El núcleo de hierro líquido de la Tierra genera un potente campo magnético que desvía el viento solar, protegiendo tanto la vida como la atmósfera de la erosión. La Luna carece de ese escudo, lo que permite que las partículas cargadas despojen su tenue exosfera. Este proceso refleja lo que despoja a Marte de su delgada atmósfera, que, a pesar de tener una gravedad de sólo un tercio de la de la Tierra, contiene menos del 1% de la masa atmosférica de la Tierra.
En consecuencia, recolectar aire respirable de la exosfera de la Luna no es práctico y la ausencia de protección magnética hace que los gases restantes sean vulnerables a la continua erosión del viento solar. Estas condiciones subrayan por qué la atmósfera de la Luna es un entorno hostil para la habitación humana.
