Espejos en la Luna

Espejos en la Luna - Métodos flipantes para distancias flipantes -La Lupa Sónica

2ª Temporada

ESPEJOS EN LA LUNA

Métodos flipantes para distancias flipantes

Hicieron falta 20 siglos y un viaje a la Luna para calcular la distancia exacta, exacta a la que está nuestro satélite. La Luna, a cambio, nos desveló un increíble secreto. Ella y la Tierra eran como una patinadora por el espacio. Vente y descubre con nosotras su baile infinito.

MATERIAL EXTRA

Foto Apollo Earthrise - Espejos en la Luna
Earthrise –  La famosísima foto de la Tierra desde la Luna tomada a bordo del Apolo 8 en 1968 por Bill Anders. NASA

Empezamos fuerte estos extras. Nada más y nada menos que con la famosísima foto Earthrise. La primera foto que se tomo de la Tierra desde la Luna. Verdad que  es impresionante ver ahí a la Tierra colgada en el espacio.  Tan cerca y tan lejos…

Pues de eso va precisamente este episodio. De ese espacio negro entre la Luna y la Tierra. O mejor dicho, de cuánto mide ese espacio. Usease,  de la distancia que hay entre la Tierra y la Luna, y de por qué a veces la Luna llena se ve enorme, y otras  parece más chiquitita.

Medir la distancia de la Tierra a la Luna

Lo de preguntarse cómo de lejos esta la Luna viene de lejos. Seguramente los griegos no fueron los primeros en hacerse está pregunta, pero sí fueron los primeros en darle respuesta. ¡Y qué respuesta señores!

Eratóstenes logró medir la distancia entre los dos astros gracias a un palo, una sombra y mucho, mucho ingenio. Así, sin moverse de casa, y con tan solo un error de 400 km. ¿Qué es eso? Nada.  Ni un 0,1%.

Si no lo habéis hecho ya, os recomendamos especialmente, efusivamente e insistentemente, que corráis a escuchar el episodio De la Luna a la Tierra en el que os contamos todo esto.  Y no es porque lo hayamos hecho nosotras, pero es un episodio genial.

El merito es de estos griegos que son la repera. Su hazaña fue tal que tuvieron que pasar más de 2000 años para que pudiéramos conocer la respuesta exacta, exacta.

Eratóstenes de Cirene - De la Luna a la Tierra La Lupa Sónica
Eratóstenes de Cirene – El megaboss.

Métodos flipantes para distancias flipantes.

Y ahora te estarás preguntando…  ¿cómo lograron medir la distancia exacta ?

La Tierra y la Luna vistas desde Marte
Primera imagen de la Tierra, y la Luna, desde el Marte. Foto tomada por el satelite  Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) el día 3 de octubre de 2007. NASA.
 

Pues viajando a la Luna.

Si has tenido que esperar la friolera de 20 siglos para conocer algo no te vas a andar con chiquitas, ¿verdad? Lo haces a lo grande. Te marchas hasta la Luna. 

Cohete Saturn V despegando
Misión Apolo 11 – Foto del cohete Saturn V  en el momento del despegue- Foto NASA.

Espejos en la Luna

Vale, nos ha quedado claro. Tuvieron que llegar hasta la Luna. ¿Pero para qué? ¿qué hicieron allí? Midieron la distancia durante el paseo…. No. Mucho mejor.  Colocaron espejos en la luna.

Durante las misiones espaciales a la Luna que tuvieron lugar en los años 60 y 70, se colocaron varios espejos en la superficie lunar. La idea era disparar después desde la Tierra un rayo láser, que rebotara en esos espejos, y recibirlo de vuelta después en la Tierra.  Así solo había que medir cuanto tiempo había tardado la luz del láser en ir y volver a la Luna. Con ese dato, y conociendo la velocidad de la luz, se puede conocer la distancia exacta, exacta a la que estaba ese día la Luna. 

La verdad es que dicho así suena a ciencia ficción: viajes a la Luna, espejos y rayos láser. No me extraña nada que  Xaviera no se lo creyera de primeras. Pero ya conocéis el dicho, a veces la realidad supera a la ficción.

Pero vayamos por partes…

Astronauta colocando espejos en la Luna
El Astronauta Edwin E. Aldrin Jr. lleva un retroreflector en su mano derecha durante la misión Apolo 11. La primera que aterrizó en  la Luna.
La foto la tomó  Neil A. Armstrong – NASA

Aquí veis al astronauta Edwin E. Aldrin muy atareado transportando material por la Luna durante la misión del Apolo 11. Uno de los trastos que lleva en la mano es un  espejo. Y es que en ese primer paseo lunar, los astronautas dejaron en la Luna cosas mucho más importantes que unas huellas y una bandera.

Dejaron un espejito. Un espejo como este de la foto.

Pero para que el invento funcione, estos espejos son especiales. Son retroreflectores. Rebotan la luz exactamente en la misma dirección en la que la reciben. Vamos, que si les llega un rayo láser  desde la Tierra,  lo devuelven exactamente con el mismo angulo. Por eso lo podemos recibir aquí.

 

Localización de los retroreflectores en la Luna
Localización de los retroreflectores colocados por las diferentes misiones lunares:  Apolo 11 (A11), Apolo 14 (A14) y Apolo 15 (A15) de la NASA y las sovieticas  
 Lunokhod 1 y 2. Foto NASA

En los siguientes años, se colocaron más espejos en diferentes zonas.

En esta foto de la Luna podéis ver dónde los fueron colocando las distintas misiones lunares: Están las misiones Apolo 11 (A11), Apolo 14 (A14) y Apolo 15 (A15) de la NASA y las sovieticas  Lunokhod 1 y 2.

En total hay 5 espejos repartidos por la cara visible de la Luna.

 

Y queda la segunda parte del experimento: los rayos láser.

Así se ve el rayo viajando desde uno de los observatorios espaciales hasta la Luna. Sí. Parece un montaje. Pero os aseguramos que es una foto real. Tan solo se ha sobreexpuesto un poco para ver mejor el haz de luz. Esa es también la razón de que la Luna se vea tan brillante.

Ese rayo láser rebota después en uno de los espejos que os mostrábamos antes y es devuelta hacía la Tierra.

La verdad es que es un proceso muy poco eficiente. Al entrar de vuelta en la atmósfera la mayoría de la luz se dispersa y se pierde.  Tan solo llega 1 de cada 250 millones de fotones que se envían.  Por suerte, un rayo láser tiene muuuuuchos millones de fotones.

Disparando rayos laseres a la luna
Rayo laser dirigido a la Luna. Aunque la foto es real, la han sobreexpuesto aposta para que podamos ver el rayo.  Por eso la Luna aparece tan brillante. – NASA

Verdad que es un método flipante.  Además es el experimento más longevo de la Nasa. Llevamos más de 50 años disparando rayos láseres a la Luna. Gracias a eso conocemos la distancia exacta a la que está nuestro satélite cada día.

Dibujando la orbita de la Luna.

Lo de repetir el experimento durante 50 años no es por capricho. La Luna se mueve. Da vueltas alrededor de la Tierra.  Gracias a que se lanza un rayo cada día podemos conocer con precisión cómo es ese movimiento.

El movimiento de la Luna alrededor de la Tierra forma una elipse. Una elipse es como un circulo aplastado por el centro.  Cómo el del esquema de aquí al lado.  Pero además, la Tierra no está en el centro de la elipse, sino desplazada hacía uno de los lados. Y esto, justo esto, es la razón de por qué a veces  la Luna llena parece más grande.  Es porque en realidad está más cerca.

Cuando la Luna está en la parte de la elipse más cercana a la Tierra decimos que está en el perigeo, y cuando está en la parte más alejada, en el apogeo.

 

Orbita Lunar - Perigeo y apogeo
Esquema de la elipse que dibuja la Luna en su rotación alrededor de la Tierra con su perigeo y su apogeo.  Vía Astromia.
Foto superluna
Foto superluna apareciendo sobre Resurrection Montain en Arizona.
Foto de Ganapathy Kumar para Unsplash 

Y no es moco de pavo. En el perigeo la Luna se ve hasta un 14% más grande y muchísimo más brillante. Por eso decimos que es una superluna.

La luna se aleja

Pero sin duda, lo más sorprendente que se descubrió con el experimento de los espejos es que la Luna se aleja de la Tierra. Cada año que pasa la Luna se aleja 3,8 cm de nosotros.

Puede parecer poco, pero en los inicios, hace 4.500 millones de años, la Luna estaba 17 veces más cerca de la Tierra, y los días tan solo duraban 5 horas.

¿Y a qué se debe esto?

La gravedad y la fuerza de las mareas hacen que poco a poco la Tierra se frene. Gire más despacio sobre su eje. Como el momento angular se tiene que mantiene constante, la Luna a su vez, para compensar, se acelera y se aleja.

Si os apetece entender en detalle todo esto, echarle un ojo a los tuits de aquí al lado de Planeta Errante que lo explica genial con esquemas.

O cómo decimos en el episodio, es como una patinadora con tutú.

Cuando abre los brazos, la masa se aleja del cuerpo y  gira más lento. Y al revés. Cuando cierra los brazos, todas la masa está bien juntita y gira más rápido.

En este vídeo se ve genial.

Ajustando los relojes

Pero un momento, que nos hemos desviado. ¿Cómo que los días hace millones de años duraban 5 horas? ¿Eso quiere decir que en unos años duraran más? ¿Tendremos días de 25 o 26 horas?

Pues me temo que si. Que el día durará más. De hecho, ya pasa. No han pasado horas, pero desde 1972,  ya ha aumentado varios segundos.

Y qué se hace entonces…  ¿Adelantamos los relojes? 

Que ojo lupasónic@s.  Se hace exactamente eso. Gracias a que tenemos relojes atómico que miden el tiempo con gran exactitud podemos conocer cuando el día ha aumentado. Cuando ese aumento llega a un segundo, lo añadimos a los relojes. Y ese segundo tiene hasta nombre. Se le conoce como leap second, o segundo adicional o intercalar en español.

Desde los años setenta, ha hecho falta introducir este segundo extra más de 20 veces.  La última vez en 1995. Hubiera tocado introducir otro hace un par de años, pero no se hizo, y es que lo de introducir un segundo no es tan fácil como girar la manivela del reloj de pulsera. Tiene muuuucha miga. Tienes que hacerlo exactamente a la vez en todos los relojes del mundo, en todos los ordenadores y todos los aparatos eléctricos. Vamos que es un jaleo monumental.

Y para terminar, os dejamos un vídeo que es una auténtica belleza. Narra cómo el hombre logro realizar ese viaje hasta la Luna. Pero quizás lo más especial es que está hecho animando las fotos originales de las misiones Apolo.

LIBROS SOBRE LA LUNA:

Y para terminar queríamos recomendaros un libro genial sobre la Luna.

Cuando caminábamos por la luna – Un libro fascinante y genialmente ilustrado para conocer los momentos clave de la carrera espacial. Un recorrido por las misiones claves que consiguieron poner al hombre en la luna. Muy recomendable.

– LA CAJA AMARILLA DE LAS REFERENCIAS SESUDAS

Madres, padres, maestros y adultos en general, aquí os dejamos algunas de las referencias que hemos usado para crear el capítulo, por si tenéis curiosidad:

 

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