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sábado, 29 de noviembre de 2025

PERIGEO Y APOGEO DE LA LUNA.

Perigeo y apogeo de la Luna — Planetarium María Reiche
Planetarium María Reiche — Órbita y distancias lunares

Perigeo y apogeo de la Luna: ¿por qué a veces la vemos más grande?

La órbita de la Luna no es un círculo perfecto, sino una elipse. Eso hace que, a lo largo del mes, la distancia entre la Tierra y la Luna cambie: a veces está un poco más cerca (perigeo) y a veces un poco más lejos (apogeo). Esta cartilla explica qué significan estos términos, cómo afectan al tamaño aparente de la Luna, a las mareas y a fenómenos populares como las “superlunas”.

Nivel sugerido: secundaria / público general Temas: órbita lunar, mareas, superlunas
1

¿Qué son el perigeo y el apogeo?

La Luna gira alrededor de la Tierra describiendo una órbita que es ligeramente elíptica, no un círculo perfecto.

  • Perigeo: momento en que la Luna se encuentra más cerca de la Tierra en su órbita.
  • Apogeo: momento en que la Luna se encuentra más lejos de la Tierra.

En números redondos:

  • Perigeo típico: alrededor de 363 000 km.
  • Apogeo típico: alrededor de 405 000 km.

La diferencia es de decenas de miles de kilómetros, suficiente para que la Luna se vea hasta un 14 % más grande y casi un 30 % más brillante en perigeo que en apogeo, si la comparamos cuidadosamente.

2

Órbita elíptica: la Luna no describe un círculo perfecto

La órbita de la Luna es una elipse con la Tierra situada cerca de uno de sus focos. La “forma” de la elipse se describe con un número llamado excentricidad.

  • Una excentricidad de 0 corresponde a un círculo perfecto.
  • La excentricidad de la órbita lunar es de alrededor de 0,055: no es muy grande, pero suficiente para producir diferencias apreciables de distancia.

Además, la elipse de la órbita lunar:

  • Gira lentamente en el espacio (precesión de la línea de los ápsides).
  • Está inclinada unos respecto al plano de la órbita de la Tierra alrededor del Sol (la eclíptica).

Todo esto hace que las combinaciones de fase (Llena, Nueva, etc.) y distancia (perigeo/apogeo) vayan cambiando de un mes a otro.

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¿Cuánto cambia realmente el tamaño de la Luna en el cielo?

La Luna nos parece casi del mismo tamaño todas las noches, pero si medimos con precisión su diámetro angular (tamaño aparente en grados), encontramos diferencias claras:

  • En perigeo, el diámetro aparente puede ser de ~33,5 minutos de arco.
  • En apogeo, baja a ~29,5 minutos de arco.

Nuestro ojo, sin referencia directa, no distingue fácilmente ese cambio con una sola mirada. Sin embargo, si comparamos fotos tomadas con la misma cámara y el mismo encuadre, la diferencia se vuelve obvia.

El famoso “efecto Luna enorme en el horizonte” no se debe al perigeo, sino a un truco de nuestro cerebro (ilusión de la Luna), que interpreta distinto el tamaño de los objetos cerca del horizonte.

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“Superlunas” y “microlunas”: cuando perigeo y fase se alinean

En los últimos años se han popularizado términos como “superluna” y “microluna”. No son términos oficiales de la Unión Astronómica Internacional, pero se usan habitualmente en divulgación.

  • Se suele llamar superluna a una Luna llena que ocurre cerca del perigeo.
  • Se habla de microluna cuando la Luna llena ocurre cerca del apogeo.

El aumento de brillo y tamaño respecto a una Luna llena “típica” es modesto, pero real. Aun así, el efecto no es tan espectacular como muchas imágenes retocadas que circulan por internet.

Buena actividad para el aula: comparar fotos de varias lunas llenas (en diferentes meses) usando la misma lente y encuadre, y medir su tamaño en píxeles.

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¿Influye el perigeo en las mareas terrestres?

La fuerza de marea que la Luna ejerce sobre la Tierra depende de su distancia. En perigeo, esa fuerza es algo mayor; en apogeo, algo menor.

Cuando el perigeo coincide con:

  • Una Luna nueva o Luna llena,
  • y a veces con otras alineaciones Tierra–Luna–Sol,

podemos tener mareas vivas un poco más intensas —las llamadas popularmente “mareas de perigeo”.

Sin embargo:

  • La diferencia no es catastrófica; es un refuerzo de mareas ya de por sí altas.
  • No hay evidencia seria de que una superluna desencadene terremotos o erupciones volcánicas.

Es importante distinguir entre un efecto físico real (ligero aumento de la marea) y exageraciones mediáticas que atribuyen a la superluna desastres naturales.

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Mes sinódico, mes anómalo y por qué las superlunas “van y vienen”

Hay varios “meses” lunares, según qué intervalo midamos:

  • Mes sinódico: tiempo entre dos lunas llenas (~29,53 días).
  • Mes anómalo: tiempo entre dos perigeos (~27,55 días).

Como estas duraciones no son iguales, la fase (Llena, Nueva, etc.) y la posición en la órbita (perigeo/apogeo) se van desfasando con el tiempo.

  • A veces la Luna llena ocurre cerca del perigeo → “superluna”.
  • Otros meses, la Luna llena ocurre cerca del apogeo → “microluna”.

El patrón se repite aproximadamente cada cierto número de meses, dando lugar a ciclos en los que las superlunas parecen “acercarse” y luego “alejarse” de nuestras fechas de observación.

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Perigeo, apogeo y eclipses: total vs anular

La distancia Tierra–Luna influye también en el tipo de eclipse de Sol que podemos observar:

  • Si la Luna está cerca del perigeo, su disco aparente es ligeramente más grande que el del Sol. En una alineación adecuada, puede causar un eclipse total de Sol.
  • Si la Luna está cerca del apogeo, su disco es algo más pequeño que el del Sol. En ese caso, incluso con alineación perfecta, vemos un eclipse anular.

Para los eclipses de Luna (cuando la Tierra se interpone entre el Sol y la Luna), la distancia también afecta detalles como la duración del eclipse y el tamaño del cono de sombra, pero el fenómeno sigue siendo muy similar a simple vista.

Esta conexión entre órbita elíptica y eclipses es un excelente tema para proyectos de modelado con maquetas o simuladores astronómicos.

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Cómo observar perigeos y apogeos lunares (y qué no esperar)

Algunas ideas para organizar observaciones o proyectos:

  • Consultar un calendario astronómico o software de planetario para localizar las fechas de perigeo y apogeo.
  • Fotografiar la Luna llena en varias fechas, usando la misma focal y encuadre, y comparar su tamaño en píxeles.
  • Registrar las mareas (si se vive cerca de la costa) y ver cómo cambian alrededor de ciertas superlunas.

Mitos frecuentes que conviene corregir:

  • “En superluna, la gravedad lunar provoca catástrofes”. → En realidad el aumento es pequeño y forma parte de la variabilidad normal de las mareas.
  • “La superluna se ve gigantesca en el horizonte”. → Lo que aumenta dramáticamente es la ilusión de la Luna, no el tamaño físico.

Una actividad interesante es pedir al grupo que recopile titulares sensacionalistas sobre superlunas y que los contraste con datos científicos reales.

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Preguntas para pensar y debatir

Para el aula, clubes de ciencias o visitas al planetario

  • Si la órbita de la Luna fuese un círculo perfecto, ¿qué fenómenos dejarían de ocurrir o serían diferentes?
  • ¿Crees que tiene sentido hablar de “superlunas” todos los años? ¿Cómo podríamos definir este término de forma más rigurosa?
  • ¿De qué manera influye el perigeo en las mareas, en comparación con la alineación Sol–Tierra–Luna?
  • ¿Por qué algunos eclipses son totales y otros anulares? ¿Qué papel juega la distancia Tierra–Luna en esta diferencia?
  • Diseña un experimento sencillo para demostrar, con fotografías o mediciones, que la Luna cambia de tamaño aparente a lo largo del año.
Guía orientativa para docentes / facilitadores (clic para desplegar)

Estas sugerencias no son respuestas únicas, sino apoyos para guiar la discusión y los proyectos de investigación.

Pregunta 1 — ¿Órbita circular vs elíptica?

  • Con órbita circular: no habría perigeo/apogeo, el tamaño aparente de la Luna sería casi constante.
  • La diferencia entre eclipses totales y anulares sería mucho menor o no existiría.
  • Permite conectar con otros cuerpos del Sistema Solar que sí tienen órbitas más excéntricas.

Pregunta 2 — Definiendo “superluna” con más rigor

  • Se puede proponer un umbral de distancia: por ejemplo, lunas llenas dentro del 10 % del perigeo más cercano de ese año.
  • Invitar al grupo a revisar cómo distintos autores definen superluna y a construir una definición propia con criterios medibles.

Pregunta 3 — Mareas y perigeo vs alineación

  • Subrayar que la fase lunar (nueva/llena) y la alineación con el Sol tienen un efecto muy importante.
  • El perigeo actúa como un “extra” sobre esa marea ya alta, no como causa única.

Pregunta 4 — Eclipses totales vs anulares

  • Con perigeo: la Luna cubre completamente el disco solar → eclipse total.
  • Con apogeo: la Luna no llega a tapar todo el Sol → anillo brillante → eclipse anular.
  • Puede acompañarse de modelos de cartón o simulaciones digitales.

Pregunta 5 — Experimento fotográfico

  • Proponer un calendario de observación de varias lunas llenas a lo largo del año.
  • Tomar fotos siempre con el mismo equipo y configuración, luego medir el diámetro en píxeles y graficar los resultados frente a la fecha o la distancia teórica.

Se puede complementar con la construcción de una línea de tiempo donde se marquen perigeos, apogeos, lunas llenas, eclipses y mareas vivas en un mismo gráfico.

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Mini glosario

Perigeo: punto de la órbita lunar en el que la Luna está más cerca de la Tierra.

Apogeo: punto de la órbita lunar en el que la Luna está más lejos de la Tierra.

Órbita elíptica: trayectoria con forma de elipse; la órbita de la Luna alrededor de la Tierra es de este tipo.

Excentricidad: número que indica cuánto se aparta una elipse de un círculo perfecto.

Diámetro angular: tamaño aparente de un objeto en el cielo, medido en grados o minutos de arco.

Marea viva: marea de gran amplitud que ocurre cuando el Sol, la Tierra y la Luna están alineados (Luna nueva o llena).

Superluna: término popular para una Luna llena que ocurre cerca del perigeo, haciéndola ligeramente más grande y brillante de lo habitual.

Recuadro de imágenes

Perigeo, apogeo y efectos observables

Ilustración con la Tierra al centro y la Luna en perigeo y apogeo con sus distancias en kilómetros
Figura 1. Distancias de la Luna en perigeo y apogeo (en km). La ilustración muestra a la Tierra en el centro y las posiciones de la Luna más cercana (~363 300 km) y más lejana (~405 500 km), destacando la diferencia típica entre ambos puntos de la órbita.
Crédito: Barthélemy d´Ans – Perigeo y apogeo: distancias típicas Luna–Tierra.
Comparación de la Luna en superluna y en microluna en el mismo encuadre, imagen NASA
Figura 2. Comparación de la Luna en una superluna (perigeo) y en una microluna (apogeo), usando el mismo encuadre. La Luna en perigeo se ve visiblemente más grande y brillante que en apogeo, confirmando la diferencia de tamaño aparente debida a la órbita elíptica.
Crédito: NASA / Goddard Space Flight Center / LRO (composición divulgativa).
Comparación de un eclipse total de Sol, un eclipse anular y uno parcial
Figura 3. Comparación entre un eclipse total de Sol, un eclipse anular y un eclipse parcial. Cuando la Luna está algo más lejos (cerca del apogeo), el disco lunar no alcanza a cubrir todo el Sol y se observa un anillo brillante: eclipse anular. Con la Luna más cercana (perigeo), puede producirse un eclipse total.
Crédito: Perfil.com (composición “eclipses total, parcial y anular”) / Planetarium María Reiche (adaptación educativa).
Ref

Referencias científicas sugeridas (lectura avanzada)

Para docentes, estudiantes avanzados o lectoras/es que deseen profundizar en el tema de la órbita lunar, perigeo, apogeo y mareas.

  1. Meeus, J. (1998). Astronomical Algorithms (2nd ed.). Richmond, VA: Willmann-Bell.
  2. Seidelmann, P. K. (Ed.). (2005). Explanatory Supplement to the Astronomical Almanac (3rd ed.). University Science Books.
  3. Espenak, F., & Meeus, J. (2009). Five Millennium Canon of Solar Eclipses: -1999 to +3000. NASA Technical Publication.
  4. Cartwright, D. E., & Ray, R. D. (1991). Energetics of global ocean tides from Geosat altimetry. Journal of Geophysical Research: Oceans, 96(C8), 16897–16912.
  5. NASA (s. f.). Supermoons and tides. Material divulgativo disponible en los portales educativos de la NASA sobre la relación entre superlunas y variaciones de mareas.

Cartilla educativa: Perigeo y apogeo de la Luna: ¿por qué a veces la vemos más grande?
Material de apoyo para actividades de divulgación y talleres del Planetarium María Reiche e Instituto Peruano de Astronomía.

Autoría y adaptación: Barthélemy d’Ans — Planetarium María Reiche — Instituto Peruano de Astronomía.

viernes, 28 de noviembre de 2025

EL AGUA EN LA LUNA.

Agua en la Luna: de la “Luna seca” a un laboratorio de hielos y volátiles — Planetarium
Planetarium María Reiche — Agua en la Luna

Agua en la Luna: de la “Luna seca” a un laboratorio de hielos y volátiles

Durante décadas se pensó que la Luna era completamente seca. Hoy sabemos que es mucho más compleja: contiene hielo en cráteres en sombra eterna, trazas de agua y grupos OH en la superficie iluminada y señales de agua atrapada en su interior. Esta cartilla resume cómo lo descubrimos, dónde está esa agua y por qué es clave para la ciencia y la exploración.

Nivel sugerido: secundaria / público general Temas: volátiles, exploración lunar, método científico
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¿Por qué nos interesa el agua en la Luna?

El agua en la Luna es importante por dos grandes razones:

  • Científica: los hielos lunares guardan memoria del viento solar, de cometas y asteroides que han chocado contra la Luna, e incluso de procesos internos del propio satélite.
  • Práctica: para futuras bases lunares, el agua es un recurso esencial: se puede usar para beber, obtener oxígeno y fabricar combustible.

Aun así, la Luna sigue siendo un lugar extremadamente seco: incluso las zonas con más agua están mucho más secas que los desiertos más áridos de la Tierra.

La pregunta ya no es solo “¿hay agua en la Luna?”, sino “cuánta, dónde, en qué forma y cómo llegó allí”.

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De la “Luna seca” a la Luna con agua: la visión de Apollo

Cuando las misiones Apollo trajeron rocas lunares (finales de los años 60 y comienzos de los 70), los primeros análisis concluyeron que la Luna era prácticamente anhidra (sin agua).

  • Las muestras se calentaban en hornos, y cualquier traza de agua se interpretaba como contaminación terrestre.
  • Con el tiempo se descubrieron pequeñas cantidades de agua en vidrios volcánicos y minerales (apatito, inclusiones de fusión), pero a niveles muy bajos.

Durante unos 40 años se mantuvo la idea de una Luna casi totalmente seca. La gran sorpresa llegó a partir de los años 90 y 2000, con el regreso de las misiones orbitales.

Esta historia es un buen ejemplo de cómo la ciencia cambia de opinión cuando llegan nuevos datos y mejores instrumentos.

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Hidrógeno en los polos: pistas desde órbita y “trampas frías”

Las primeras pistas modernas de agua lunar vinieron de sondas en órbita: Clementine (1994) y Lunar Prospector (1998) detectaron más hidrógeno de lo esperado en los polos lunares, usando medidas de neutrones y radar.

¿Por qué los polos? La Luna tiene una inclinación muy pequeña de su eje de rotación, de modo que:

  • Hay cráteres cerca de los polos que permanecen en sombra eterna (nunca les da el Sol).
  • Esas zonas se comportan como trampas frías: temperaturas muy bajas donde el hielo de agua y otros volátiles pueden conservarse durante miles de millones de años.

Imagina un “congelador natural” donde cualquier molécula de agua que caiga dentro puede quedar atrapada casi para siempre.

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Una película delgada de agua y OH: Chandrayaan-1 y otros espectrómetros

En 2009, el instrumento Moon Mineralogy Mapper (M3) a bordo de la misión india Chandrayaan-1 detectó una banda de absorción cerca de 3 micrómetros en la luz reflejada por la superficie lunar. Esa banda es típica de hidroxilo (OH) y agua (H2O).

Otros instrumentos (como los espectrómetros de Deep Impact y Cassini) confirmaron esta señal desde el espacio. El resultado:

  • Hay una hidratación extendida sobre gran parte de la superficie iluminada de la Luna.
  • La señal es más fuerte en las altas latitudes y se debilita hacia el ecuador.
  • Parece variar con la hora local: más fuerte en la mañana y la tarde lunar, más débil al mediodía.

Esto sugiere un “ciclo diario” de hidratación, donde el viento solar, la temperatura y la superficie del regolito interactúan continuamente.

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Hielo en cráteres en sombra eterna: LCROSS y los polos

Para confirmar directamente la presencia de hielo, la misión LCROSS (2009) estrelló la etapa superior de un cohete en el cráter Cabeus, cerca del polo sur, mientras otra nave observaba la pluma de material expulsada.

El análisis de esa pluma reveló:

  • Una concentración de agua equivalente a varios por ciento en peso en el suelo del cráter.
  • Presencia de otras moléculas volátiles: CO, NH3, CH4 y compuestos orgánicos simples.

En paralelo, instrumentos como el detector de neutrones LEND y el espectrógrafo ultravioleta LAMP a bordo de la sonda LRO han mapeado grandes zonas ricas en hidrógeno y posibles depósitos de hielo superficial en cráteres polares.

No todos los cráteres en sombra eterna contienen hielo, pero muchos muestran señales compatibles con depósitos de agua helada mezclada con el regolito.

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Agua en regiones iluminadas: la sorpresa de SOFIA

En 2020, el observatorio estratosférico SOFIA confirmó, por primera vez, la presencia de moléculas de agua (H₂O) en la superficie iluminada de la Luna, en la zona del cráter Clavius.

A diferencia de las observaciones a 3 micrómetros, que mezclan señales de OH y H2O, SOFIA midió una línea específica de agua molecular cerca de 6 micrómetros.

  • Se estiman concentraciones del orden de centenas de partes por millón (ppm), algo así como una pequeña botella de agua repartida en un metro cúbico de regolito.
  • Aun así, la superficie es extremadamente seca: mucho más seca que el desierto del Sahara.

El resultado muestra que el agua no está confinada solo a los cráteres oscuros, sino que puede existir dispersa en gran parte de la superficie, atrapada en granos de polvo y minerales.

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Ciclo del agua lunar: fuentes, viajes y trampas

El agua y el hidrógeno en la Luna forman un sistema dinámico. Algunas fuentes posibles son:

  • Viento solar: protones (H+) que llegan desde el Sol y reaccionan con el oxígeno de los minerales para formar OH y, en menor medida, H2O.
  • Impactos de cometas y asteroides: aportan agua helada y otros volátiles que pueden quedar atrapados en las trampas frías polares.
  • Desgasificación interna: en menor medida, puede haber liberación de agua desde el interior lunar en ciertos momentos de su historia.

Esas moléculas pueden:

  • Rebotar sobre la superficie en “saltos balísticos” al calentarse y enfriarse.
  • Escaparse al espacio, al ser rotas por la luz ultravioleta o expulsadas por partículas energéticas.
  • Terminar atrapadas en las trampas frías de los polos.

Una parte puede circular rápidamente entre superficie, exosfera y espacio; otra queda “archivada” durante eones en forma de hielo en los cráteres polares.

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¿Para qué sirve el agua lunar? Ciencia, bases y cohetes

El agua en la Luna es una ventana al pasado del Sistema Solar y, al mismo tiempo, un recurso estratégico para el futuro.

Como archivo científico:

  • Los hielos polares guardan información sobre el viento solar, el bombardeo de cometas y el aporte de asteroides a lo largo de miles de millones de años.
  • La composición isotópica del agua ayuda a entender de dónde viene y cómo se ha ido acumulando.

Como recurso para explorar:

  • Agua para consumo humano y para cultivar plantas en invernaderos lunares.
  • Producción de oxígeno respirable y combustible (hidrógeno y oxígeno líquidos), reduciendo lo que hay que lanzar desde la Tierra.
  • Hielo usado como blindaje frente a la radiación en hábitats y refugios.

Para aprovechar este recurso de manera responsable, primero hay que entender bien su distribución, su origen y su posible valor como patrimonio científico.

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Preguntas para pensar y debatir

Para el aula, clubes de ciencias o visitas al planetario

  • Si tuvieras que elegir un lugar para instalar una base lunar, ¿preferirías una zona ecuatorial o un polo? ¿Por qué?
  • ¿Qué ventajas y desventajas tendría extraer hielo de un cráter en sombra eterna?
  • ¿Por qué crees que es importante conocer el origen del agua lunar antes de utilizarla como recurso?
  • ¿Te parece correcto considerar el hielo lunar como “combustible” para cohetes, o debería tratarse también como un archivo científico a conservar?
  • Imagina que en la Luna hubiera tanta agua como en la Tierra: ¿en qué cambiaría nuestra forma de planificar la exploración del Sistema Solar?
Guía orientativa para docentes / facilitadores (clic para desplegar)

Estas ideas no son “respuestas únicas”, sino puntos de apoyo para orientar el debate y proyectos de investigación en grupo.

Pregunta 1 — ¿Base en el polo o en el ecuador?

  • Polo: acceso más directo a hielo en cráteres en sombra, pero entornos muy fríos y complejos.
  • Ecuatorial: condiciones térmicas más suaves, mayor visibilidad hacia la Tierra, pero menos recursos hídricos locales.
  • Se puede introducir el concepto de “aldea polar” para misiones científicas y “puerto espacial ecuatorial” para lanzamientos.

Pregunta 2 — Pros y contras de minar hielo en sombra eterna

  • Ventajas: mayor concentración de hielo, depósitos acumulados durante tiempos muy largos.
  • Desafíos: oscuridad permanente, temperaturas extremas, necesidad de robots especializados y cables de energía desde zonas iluminadas.

Pregunta 3 — Importancia del origen del agua

  • Diferenciar entre agua de origen cometario, asteroidal, volcánico o viento solar.
  • Conectar con la gran pregunta de la habitabilidad de los planetas: cómo y cuándo llegan el agua y los volátiles a los mundos rocosos.

Pregunta 4 — Recurso vs patrimonio científico

  • Proponer comparación con glaciares, cuevas o fósiles en la Tierra: también son recursos, pero se regulan para no destruir su valor científico y cultural.
  • Invitar al grupo a proponer principios básicos de uso responsable del hielo lunar.

Pregunta 5 — ¿Y si la Luna fuera “húmeda”?

  • Pedir que imaginen la logística de una red de bases cuando el agua ya no es el factor limitante principal.
  • Comparar con la situación real: incluso con hielo disponible, la Luna sigue siendo un entorno extremo que exige mucha ingeniería y energía.

Como actividad, se puede pedir a los estudiantes que diseñen un “mapa de recursos” de la Luna (agua, luz solar, comunicaciones) y que propongan una ruta para una misión que visite varios puntos clave.

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Mini glosario

Regolito: capa de polvo y fragmentos de roca que cubre la superficie de la Luna.

OH (hidroxilo): grupo formado por un átomo de oxígeno y uno de hidrógeno; puede estar unido a minerales de la superficie.

H2O (agua): molécula de agua, formada por dos hidrógenos y un oxígeno. En la Luna puede estar como hielo, vapor muy tenue o atrapada en granos de polvo.

Trampa fría: región tan fría y en sombra permanente que las moléculas de agua y otros volátiles pueden permanecer allí durante millones o miles de millones de años.

Parte por millón (ppm): unidad que indica cuántas partes de una sustancia hay por cada millón de partes de mezcla. Por ejemplo, 100 ppm de agua en el regolito significa 100 partes de agua por cada millón de partes de suelo.

ISRU: siglas en inglés de In Situ Resource Utilization, uso de recursos del lugar (como el agua lunar) para reducir lo que debe transportarse desde la Tierra.

Recuadro de imágenes

Agua, hielo y mapas de hidratación en la Luna

Áreas ricas en hidrógeno en el polo sur lunar, posibles depósitos de hielo
Figura 1. Áreas ricas en hidrógeno en el entorno del polo sur lunar, interpretadas como zonas con posible presencia de hielo de agua mezclado con el regolito. Los tonos azules indican mayor concentración relativa de hidrógeno.
Crédito: NASA / misión LRO / Planetarium María Reiche (edición).
Mapa global de hielo en regiones en sombra de la Luna obtenido con el instrumento M3
Figura 2. Mapa global de hielo confirmado por el instrumento Moon Mineralogy Mapper (M3), a bordo de la misión Chandrayaan-1. Los colores señalan regiones permanentemente sombreadas donde la señal espectral indica la presencia de hielo de agua en la superficie.
Crédito: ISRO / NASA / JPL-Caltech / Brown University / USGS.
Ilustración de SOFIA y el cráter Clavius con indicación de presencia de agua
Figura 3. SOFIA y el agua en el Clavius: agua en la cara iluminada de la Luna. La ilustración muestra el observatorio estratosférico SOFIA y la región del cráter Clavius, donde se detectó por primera vez agua molecular (H₂O) en la superficie iluminada.
Crédito: NASA / DLR / SOFIA.
Mapa detallado de abundancia de agua en la superficie lunar obtenido por SOFIA
Figura 4. Mapa detallado (2023) de abundancia de agua en la superficie lunar derivado de observaciones de SOFIA. Los colores indican regiones con mayor o menor presencia de moléculas de H₂O atrapadas en el regolito.
Crédito: NASA / SOFIA / Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio.
Ref

Referencias científicas sugeridas (lectura avanzada)

Para docentes, estudiantes avanzados o lectoras/es que deseen profundizar en el tema del agua y los volátiles lunares.

  1. Pieters, C. M., Goswami, J. N., Clark, R. N., et al. (2009). Character and spatial distribution of OH/H2O on the surface of the Moon seen by M3 on Chandrayaan-1. Science, 326(5952), 568–572. https://doi.org/10.1126/science.1178658
  2. Colaprete, A., Schultz, P., Heldmann, J., et al. (2010). Detection of water in the LCROSS ejecta plume. Science, 330(6003), 463–468.
  3. Honniball, C. I., et al. (2020). Molecular water detected on the sunlit Moon from SOFIA observations. Nature Astronomy, 5, 121–127.
  4. McCord, T. B., et al. (2011). Sources and physical processes responsible for OH/H2O in the lunar soil as seen by M3 on Chandrayaan-1. Journal of Geophysical Research: Planets, 116, E00G05.
  5. Shearer, C. K., et al. (2024). Exploring, sampling, and interpreting lunar volatiles in the context of future human exploration. Proceedings of the National Academy of Sciences.

Cartilla educativa: Agua en la Luna: de la “Luna seca” a un laboratorio de hielos y volátiles.
Material de apoyo para actividades de divulgación y talleres del Planetarium María Reiche e Instituto Peruano de Astronomía.

Autoría y adaptación: Barthélemy d’Ans — Planetarium María Reiche — Instituto Peruano de Astronomía.

jueves, 27 de noviembre de 2025

SISMOGRAFOS EN LA LUNA.

Sismógrafos en la Luna: cómo escuchamos los “latidos” del interior lunar — Planetarium
Planetarium María Reiche — Sismología lunar

Sismógrafos en la Luna: cómo escuchamos los “latidos” del interior lunar

Entre 1969 y 1977, una pequeña red de sismógrafos instalada por las misiones Apollo registró miles de “moonquakes” y impactos de meteoritos. Gracias a esos datos, pudimos descubrir que la Luna tiene corteza, manto y un núcleo metálico. En esta cartilla vemos qué midieron esos instrumentos, qué aprendimos y qué nuevas misiones se están preparando.

Nivel sugerido: secundaria / público general Temas: geofísica, exploración lunar, método científico
1

¿Qué es la sismología y por qué llevarla a la Luna?

La sismología es la ciencia que estudia cómo se propagan las ondas sísmicas dentro de un planeta o satélite. En la Tierra usamos los terremotos como “sondas naturales” para investigar el interior.

En la Luna, los sismógrafos permiten:

  • Detectar moonquakes (sismos lunares) de distintos tipos.
  • Medir impactos de meteoritos sobre la superficie.
  • Inferir la estructura interna: corteza, manto y núcleo.

Igual que un médico usa un estetoscopio para escuchar el corazón, la sismología usa las vibraciones para “escuchar” el interior de la Luna.

2

Los sismógrafos de las misiones Apollo (1969–1977)

Las misiones Apollo 11, 12, 14, 15 y 16 dejaron en la superficie lunar estaciones científicas llamadas Apollo Lunar Surface Experiments Package (ALSEP).

Dentro de esos paquetes había sismógrafos muy sensibles:

  • El Experimento Sísmico Pasivo (PSE), con varios sismómetros de largo periodo para detectar vibraciones lentas.
  • Sismómetros de periodo corto para registrar señales más rápidas, como impactos de meteoritos.

Durante unos 8 años de operación continua, esta pequeña red sísmica registró:

  • Del orden de 10 000 moonquakes.
  • Más de 2 000 impactos de meteoritos en la Luna.

Los sismómetros Apollo fueron apagados en 1977, pero sus datos siguen analizándose hoy con técnicas cada vez más sofisticadas.

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Cuatro tipos de “moonquakes”

Los datos de Apollo permitieron identificar cuatro familias de sismos lunares:

  • Moonquakes profundos: ocurren a grandes profundidades (≈700–1 200 km) y se repiten en zonas fijas, probablemente relacionados con las mareas que ejerce la Tierra sobre la Luna.
  • Moonquakes someros: a unos 20–30 km de profundidad, son menos frecuentes pero pueden ser más fuertes (magnitudes cercanas a 5).
  • Moonquakes térmicos: se producen cerca de la superficie cuando la roca se expande y contrae al pasar de la fría noche lunar al día muy caliente.
  • Impactos de meteoritos: pequeñas rocas espaciales que golpean la Luna y generan ondas sísmicas que viajan por su interior.

En conjunto, estos eventos muestran que la Luna es un cuerpo “vivo” desde el punto de vista geofísico, aunque mucho menos activo que la Tierra.

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Qué hemos descubierto del interior lunar

Analizando cómo cambian la velocidad y el camino de las ondas sísmicas con la distancia, los científicos han construido modelos del interior lunar. Los resultados principales son:

  • Una corteza relativamente delgada, con un grosor del orden de 30–50 km en la zona de los sitios Apollo.
  • Un manto rocoso que ocupa la mayor parte del interior, con capas donde las ondas sísmicas se frenan, indicando zonas parcialmente fundidas.
  • Un núcleo metálico pequeño, rico en hierro, con radio aproximado de 330–400 km, con:
    • una parte externa líquida,
    • una parte interna sólida,
    • y una capa de transición parcialmente fundida.

A diferencia de la Tierra, donde el núcleo representa cerca de la mitad del radio, el núcleo de la Luna es proporcionalmente mucho más pequeño.

5

La Luna tiembla distinto que la Tierra

Aunque hablamos de “moonquakes” y “terremotos”, el comportamiento sísmico de ambos mundos es muy diferente:

  • La energía sísmica total liberada en la Luna es decenas de veces menor que en la Tierra.
  • La Luna está muy seca y fracturada, por lo que las ondas sísmicas se reflejan y rebotan durante mucho tiempo. Algunos impactos artificiales (como etapas de cohetes estrelladas a propósito) hicieron que la Luna “vibrara” durante casi una hora.
  • Muchos moonquakes profundos parecen estar sincronizados con la posición de la Tierra, lo que indica un fuerte efecto de marea.

Estudiar estas diferencias ayuda a entender no solo la Luna, sino también cómo funcionan los terremotos y las mareas internas en otros mundos rocosos.

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Releer los viejos registros: nuevas técnicas, nuevos resultados

Aunque los sismógrafos Apollo se apagaron en 1977, los datos siguen vivos. En las últimas décadas, los investigadores han:

  • Recuperado y digitalizado registros originales que estaban en cintas analógicas.
  • Aplicado métodos modernos de procesamiento de señales, similares a los que se usan en sismología terrestre y en la misión InSight en Marte.
  • Refinado el catálogo de moonquakes, identificando nuevos eventos y mejorando su localización.
  • Reanalizado las ondas reflejadas en el núcleo, confirmando la presencia de un núcleo líquido con una parte sólida interna.

Es un buen ejemplo de cómo la ciencia puede seguir avanzando décadas después de una misión, simplemente al mirar los datos con “ojos nuevos”.

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El futuro: nuevas redes sísmicas para la Luna

La próxima generación de misiones lunares quiere retomar la sismología allí donde la dejó Apollo:

  • El Farside Seismic Suite (FSS) llevará dos sismómetros muy sensibles a la cuenca Schrödinger, en la cara oculta de la Luna.
  • Será el primer nuevo sismógrafo en la Luna desde los años 70 y permitirá medir moonquakes y meteoritos en una región nunca antes observada.
  • Estos datos ayudarán a mejorar los modelos del interior lunar y a evaluar la actividad tectónica cerca de futuras zonas de alunizaje de misiones tripuladas.

A largo plazo, una red global de sismógrafos lunares sería equivalente a tener “oídos” distribuidos por todo el satélite, escuchando en estéreo sus latidos internos.

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Preguntas para pensar y debatir

Para el aula, clubes de ciencias o visitas al planetario

  • Si solo pudieras colocar tres sismógrafos en la Luna, ¿dónde los pondrías y por qué?
  • ¿Qué ventajas tiene estudiar la Luna para entender mejor los terremotos en la Tierra?
  • ¿Qué riesgos podrían representar los moonquakes someros para una base lunar habitada? ¿Serían comparables a los terremotos terrestres?
  • ¿Qué tipo de dato te parece más importante: la fuerza del sismo, su profundidad, su duración o el tipo de onda? ¿Por qué?
  • Imagina que tienes los registros sísmicos de un impacto meteorítico: ¿qué información podrías obtener sobre la estructura interna de la Luna a partir de esa señal?
Guía orientativa para docentes / facilitadores (clic para desplegar)

Estas no son respuestas “correctas”, sino puntos de apoyo para orientar el trabajo de discusión e investigación en grupo.

Pregunta 1 — ¿Dónde colocar sismógrafos?

  • Proponer una estación en la cara visible, otra cerca del polo sur y otra en la cara oculta para cubrir diferentes regiones.
  • Introducir la idea de triangulación de señales para localizar eventos.

Pregunta 2 — Luna y terremotos en la Tierra

  • Señalar que la Luna ofrece un “laboratorio simple”: sin océanos, sin atmósfera, sin placas tectónicas móviles.
  • Comparar cómo la marea genera sismos tanto en la Tierra como en la Luna, pero con efectos distintos.

Pregunta 3 — Riesgos para una base lunar

  • Invitar a estimar: si un moonquake somero puede tener magnitud ~5, ¿qué significaría eso para estructuras diseñadas específicamente para la Luna?
  • Discutir medidas de ingeniería sísmica adaptadas a baja gravedad y a un suelo muy fracturado.

Pregunta 4 — Qué dato es más importante

  • Relacionar con la sismología básica: la profundidad ayuda a diferenciar tipos de sismo (profundo, somero, impacto).
  • La duración y el tipo de ondas aportan información sobre el material que atraviesan (sólido, líquido, fracturado, parcialmente fundido).

Pregunta 5 — Información de un impacto

  • Ver el impacto como un “experimento controlado”: se conoce la hora y, a veces, la energía liberada.
  • Explicar que la forma en que llegan las ondas a cada estación permite reconstruir velocidades dentro de la Luna y, por tanto, propiedades del interior.

Como actividad complementaria, se puede simular una red sísmica sencilla en el aula (por ejemplo, con micrófonos o sensores caseros) y analizar cómo cambia la señal según la posición de la fuente.

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Mini glosario

Moonquake: sismo lunar; una vibración del interior de la Luna producida por mareas, fracturas internas, cambios de temperatura o impactos.

Sismógrafo / sismómetro: instrumento que detecta y registra las vibraciones del suelo.

Seismograma: registro gráfico de un sismo en función del tiempo.

Manto: capa intermedia rocosa entre la corteza y el núcleo de un planeta o satélite.

Núcleo: región central, generalmente metálica, que en la Luna es pequeña y parcialmente líquida.

ALSEP: conjunto de experimentos científicos que las misiones Apollo dejaron en la superficie lunar, incluyendo sismógrafos, magnetómetros y otros instrumentos.

Recuadro de imágenes

Sismógrafos Apollo, red de estaciones e interior de la Luna

Experimento Sísmico Pasivo del paquete ALSEP en primer plano sobre la superficie lunar
Figura 1. Experimento Sísmico Pasivo (PSE) del paquete ALSEP, desplegado sobre una manta aislante en la superficie lunar. Este conjunto de sismómetros de largo período registró miles de moonquakes y impactos de meteoritos durante la misión Apollo.
Crédito: NASA / JSC.
Mapa de la red de sismógrafos Apollo sobre la cara visible de la Luna
Figura 2. Mapa esquemático de la red de sismógrafos Apollo en la cara visible lunar. Los sitios de alunizaje de las misiones Apollo 12, 14, 15 y 16 formaron una red capaz de triangular la posición de moonquakes y de impactos de meteoritos.
Crédito: elaboración Planetarium María Reiche sobre datos de NASA/LRO, adaptado de la literatura científica reciente.
Esquema del interior de la Luna mostrando corteza, manto y núcleo metálico
Figura 3. Esquema del interior de la Luna, con una corteza relativamente fina, un manto rocoso y un núcleo metálico pequeño con parte externa líquida y parte interna sólida. Estos modelos se basan en el análisis conjunto de los datos sísmicos Apollo y de la misión GRAIL.
Crédito: Earth.com, a partir de “Timeless mystery solved: scientists uncover what is inside the Moon’s core”.
Instrumento Farside Seismic Suite preparado para pruebas en sala limpia
Figura 4. El experimento Farside Seismic Suite (FSS) en sala limpia del JPL antes de sus pruebas ambientales. Este conjunto de sismómetros será instalado en la cuenca Schrödinger, en la cara oculta de la Luna, y proporcionará los primeros datos sísmicos modernos desde la era Apollo.
Crédito: NASA / JPL-Caltech.
Ref

Referencias científicas sugeridas (lectura avanzada)

Para docentes, estudiantes avanzados o lectoras/es que deseen profundizar en la sismología lunar y la estructura interna de la Luna.

  1. Weber, R. C., Lin, P.-Y., Garnero, E. J., Williams, Q., & Lognonné, P. (2011). Seismic detection of the lunar core. Science, 331(6015), 309–312. https://doi.org/10.1126/science.1199375
  2. Matsumoto, K., Yamada, R., Kikuchi, F., Kamata, S., & Ishihara, Y. (2015). Internal structure of the Moon inferred from Apollo seismic data and selenodetic data from GRAIL mission. Geophysical Research Letters, 42(18), 7351–7358. https://doi.org/10.1002/2015GL065335
  3. Onodera, K., et al. (2024). New views of lunar seismicity brought by analysis of newly recovered Apollo seismic data. Journal of Geophysical Research: Planets, 129(e2023JE008153). https://doi.org/10.1029/2023JE008153

Cartilla educativa: Sismógrafos en la Luna: cómo escuchamos los “latidos” del interior lunar.
Material de apoyo para actividades de divulgación y talleres del Planetarium María Reiche e Instituto Peruano de Astronomía.

Autoría y adaptación: Barthélemy d’Ans — Planetarium María Reiche — Instituto Peruano de Astronomía.

ELDISCO DE ORO EN VOYAGER 1: UN MENSAJE DE LA TIERRA AL UNIVERSO.

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