Landsat mira a la Luna

El 16 de mayo de 2022, los observadores del cielo no fueron los únicos en observar la Luna durante el eclipse lunar total más largo en tres décadas. Dos satélites que vigilan casi constantemente la Tierra también se han dado la vuelta para observar. Al hacerlo, observaron cambios de temperatura dramáticos y desiguales en nuestro vecino celestial más cercano, pero a veces sorprendente.

Los cambios se muestran en esta serie de imágenes, derivadas de la Sensor infrarrojo térmico (DISPARO) en el Landsat 8 satélite y TIRS-2 seguro Landsat 9. Las imágenes tienen una resolución de aproximadamente 60 kilómetros por píxel. Tenga en cuenta que el contraste de cada imagen se ajustó en función de las temperaturas mínimas y máximas de la superficie lunar en cada escena.

Durante el eclipse de cuatro horas, los sensores TIRS observaron la intensidad de la luz infrarroja que irradia desde la superficie de la Luna. A partir de esta radiación, los científicos calcularon las temperaturas necesarias para generarla. Esta «temperatura de brillo» de la superficie lunar cambió a medida que la sombra de la Tierra cruzaba el paisaje lunar. Las áreas más brillantes de las imágenes son más cálidas que las áreas más oscuras y frías.

Dennis Reuter, científico especializado en instrumentos TIRS, señaló dos características notables reveladas por las imágenes. “Mira qué tan rápido se enfría la superficie cuando se elimina la iluminación solar”, dijo. «Cae a un ritmo de más de 100 Kelvin (100°C/180°F) por hora cuando comienza el eclipse completo». El eclipse completo, el período en el que la sombra de la Tierra cae sobre toda la superficie lunar, duró desde las 3:29 a. m. hasta las 4:53 a. m., hora universal, el 16 de mayo. Observe la superficie que se oscurece rápidamente (enfría) en la fila central de imágenes.

Después de eliminar el calentamiento solar, la razón más obvia de la rápida caída de la temperatura es que la Luna no tiene una atmósfera densa que retenga el calor. Pero las características físicas de la superficie lunar también son un factor, explicó Reuters. Los meteoritos han estado golpeando la Luna durante miles de millones de años y han dejado toda la superficie cubierta por una fina capa de polvo rocoso o «regolito». El pequeño tamaño de cada partícula y la baja densidad del polvo suelto ayudan a que la superficie lunar pierda calor rápidamente.

«Esto alimenta el segundo punto interesante: los cráteres se enfrían más lentamente que el material que los rodea», dijo Reuter. Por ejemplo, tenga en cuenta que el cráter Tycho parece permanecer relativamente brillante (cálido) a medida que avanza el eclipse. El siguiente gráfico ilustra esta diferencia entre el cráter Tycho y una pequeña región del terreno circundante durante el día. El cráter comienza más frío que su entorno, pero pierde calor mucho más lentamente. Cuando el cráter está en la sombra completa (último tercio del gráfico), está claramente más caliente que la superficie que lo rodea.

Una de las razones de la diferencia podría ser que los cráteres contienen menos polvo de grano fino o que los materiales que contienen conducen mejor el calor. «La diferencia en las tasas de enfriamiento entre diferentes áreas se denomina diferencia en la inercia térmica», dijo Reuter, «y da pistas sobre la variación en las características de la superficie de las diferentes regiones del objeto».

Usar observaciones térmicas para aprender más sobre la composición física de un objeto distante no es una idea completamente nueva. por ejemplo, el Misión OSIRIS-REx observaciones térmicas realizadas previamente del asteroide Bennu bajo diferentes ángulos de iluminación del Sol, revelando rocas en el asteroide que son tan débiles que podrían ser aplastados con la mano.

Esta misión le dio una idea al equipo científico de TIRS: «Me di cuenta de que el eclipse lunar total cambiaría la superficie de la Luna de completamente iluminada a casi completamente oscura en solo unas pocas horas y nos permitiría obtener mediciones comparables de las propiedades térmicas lunares, «, dijo Reuters. ha dicho. Las mediciones, si se analizan en el contexto de los materiales lunares que los astronautas trajeron a la Tierra, podrían ayudar a los científicos a sacar conclusiones aún más concretas sobre las relaciones entre las observaciones térmicas y la composición física de las superficies distantes.

Las observaciones de nuestro vecino rocoso más cercano no fueron exactamente sencillas, explicó Matthew Montanaro del equipo científico de TIRS. Los satélites Landsat están diseñados para observar la Tierra, lo que significa que todo, desde su movimiento orbital alrededor del planeta hasta la calibración de sus sensores, está orientado a adquirir imágenes de la Tierra. Pero una vez al mes, el equipo de operaciones de vuelo (dirigido por el Servicio Geológico de EE. UU.) ordena a los satélites que giren hacia la superficie estable e inmutable de la Luna para calibrarlos.

El 16 de mayo, los operadores de la misión sometieron a Landsat 8 y 9 a un procedimiento similar, modificándolo para obtener una vista del eclipse según lo solicitado por el equipo científico de TIRS. La solicitud especial involucró trabajo adicional por parte de los equipos de planificación de misiones, dinámica de vuelo y operaciones de vuelo del USGS y la NASA, que determinaron las secuencias de comando para los satélites, practicaron maniobras en un simulador y verificaron para garantizar que los datos terrestres clave no fueran sacrificados. .

«Landsat tiene un gran grupo de personas detrás de escena para mantener los observatorios funcionando sin problemas», dijo Montanaro, «incluso cuando tratamos de enviarles una solicitud especial como esta».

Imágenes del Observatorio de la Tierra de la NASA por Josué Stevensutilizando datos Landsat de Encuesta geológica de los Estados Unidos y Matthew Montanaro/GSFC/RIT. Imágenes visibles (fotografías Nikon DSLR) por Matthew Montanaro/GSFC/RIT. Historia de catalina hansen.