La Luna: formación, características, fases, influencia y exploración

La Luna es el satélite natural de la Tierra y el objeto celeste más brillante en nuestro cielo nocturno (solo superado por el Sol durante el día). Su presencia casi constante ha despertado la curiosidad humana desde la antigüedad, inspirando mitos, calendarios y numerosas investigaciones científicas. En esta entrada exploraremos cinco aspectos fundamentales de la Luna: cómo se formó, cuáles son sus características físicas, por qué presenta fases, de qué manera influye sobre la Tierra y un repaso a su exploración desde las misiones Apolo hasta los planes futuros.

Formación de la Luna: la hipótesis del gran impacto

Los científicos planetarios han propuesto varias teorías para explicar el origen de la Luna. Entre ellas estuvieron la hipótesis de fisión (la Luna se habría desprendido de una Tierra primordial), la hipótesis de formación conjunta (la Luna y la Tierra se formaron al mismo tiempo del mismo disco de material) y la hipótesis de captura (la Luna se habría formado en otra parte del Sistema Solar y luego fue capturada por la gravedad terrestre). Sin embargo, la teoría más aceptada en la actualidad es la hipótesis del gran impacto. Según esta teoría, en los inicios del Sistema Solar un objeto del tamaño de Marte colisionó contra la joven Tierra hace unos 4.500 millones de años, lanzando al espacio una enorme cantidad de escombros provenientes de ambos cuerpos.

Formación de la luna.

Parte de esos escombros quedó orbitando la Tierra y terminó uniéndose por gravedad para formar la Luna. Esta teoría explica por qué la Luna está compuesta de material similar al manto terrestre (ya que provendría de la Tierra “bebé”) y por qué tiene un núcleo relativamente pequeño. Las muestras de rocas lunares traídas por los astronautas de las misiones Apolo han respaldado esta idea, indicando que la Luna efectivamente se solidificó después de un gran impacto ocurrido hace unos 4500 millones de años.

Características físicas: tamaño, distancia, composición, temperatura y superficie

Tamaño y masa: La Luna tiene un diámetro de aproximadamente 3474 km, cerca de una cuarta parte del diámetro de la Tierra. Su masa es solo un 1,23% de la masa terrestre (alrededor de 1/81), lo que significa que la gravedad lunar es aproximadamente una sexta parte de la de la Tierra. A pesar de su menor tamaño, la densidad media lunar (3.34 g/cm³) es relativamente alta; de hecho, es el segundo satélite más denso del Sistema Solar después de Ío (satélite de Júpiter). Esto sugiere una composición principalmente rocosa con un núcleo metálico. La distancia promedio que separa a la Luna de la Tierra es de unos 384,400 km, lo que equivale a colocar unas 30 Tierras en fila entre ambos cuerpos. Para visualizarlo: si la Tierra fuera del tamaño de una pelota de baloncesto, la Luna sería del tamaño de una pelota de tenis situada a unos 7.2 metros de distancia.

Composición interna: La Luna es un cuerpo diferenciado, con corteza, manto y núcleo bien definidos. Las rocas lunares son similares a las rocas ígneas terrestres, ricas en silicatos (compuestos de oxígeno y silicio, junto con magnesio, hierro, calcio y aluminio). La corteza superficial, de unos ~50 km de espesor, está compuesta principalmente por anortosita (rica en feldespato de calcio y aluminio). Bajo la corteza se encuentra el manto lunar, conformado sobre todo por minerales como olivino y piroxeno; el manto lunar es más rico en hierro que el terrestre, y de él surgieron antiguamente las lavas basálticas que inundaron regiones bajas de la Luna. En el centro, la Luna tiene un núcleo metálico relativamente pequeño, con un radio de alrededor de 350 km (aprox. 20% del radio lunar). Se cree que este núcleo está compuesto principalmente por hierro con pequeñas cantidades de níquel y azufre. A diferencia de la Tierra, el núcleo externo de la Luna puede estar parcialmente fundido, pero en proporción mucho menor; la mayor parte de la masa lunar está en la corteza y el manto, no en el núcleo.

Temperaturas extremas: La Luna no tiene una atmósfera significativa que regule la temperatura, por lo que su superficie experimenta oscilaciones térmicas extremas. Durante el día lunar (que dura ~14 días terrestres iluminado por el Sol), la temperatura en el ecuador puede alcanzar unos 120 °C, lo suficientemente caliente como para hervir agua. En la larga noche lunar (otros ~14 días terrestres en oscuridad), el suelo se enfría rápidamente y la temperatura desciende a alrededor de -130 °C en el ecuador. En las regiones polares, especialmente dentro de cráteres en sombra perpetua, se han registrado temperaturas aún más bajas, cercanas a -250 °C. Estas condiciones hacen de la Luna un entorno muy hostil: no hay aire, ni agua líquida, y el calor del día escapa rápidamente en la noche.

Superficie y apariencia: A simple vista distinguimos en la Luna zonas claras y zonas oscuras. Las regiones claras corresponden a las tierras altas o montañas antiguas, mientras que las zonas oscuras son las famosas “marías” o mares lunares, que en realidad son planicies basálticas formadas por antiguas erupciones de lava. Este contraste se debe al relieve y composición: las tierras altas están compuestas de rocas más claras (anortosíticas), elevadas sobre la superficie, y los mares son cuencas bajas rellenadas por roca volcánica oscura. La Luna carece de atmósfera densa, no hay viento ni agua que erosionen su superficie, ni fenómenos climáticos o lluvia que borren las huellas. Como resultado, los cráteres de impacto permanecen prácticamente intactos durante millones de años, y hasta las huellas dejadas por los astronautas perduran en el regolito (polvo) lunar.

Luna.

El paisaje lunar está plagado de cráteres de todos los tamaños formados por meteoritos, incluidos gigantescos cráteres circulares visibles desde la Tierra y cráteres microscópicos en cada grano de polvo. En su hemisferio cercano (el que siempre vemos) destacan grandes cráteres y mares oscuros con forma circular, mientras que el hemisferio lejano (que no es visible desde la Tierra) está cubierto casi totalmente de cráteres y tiene muy pocos mares.

Fases lunares: ¿por qué cambian de forma?

 Secuencia de las principales fases de la Luna, desde luna nueva hasta luna llena, vistas desde la Tierra. La Luna no brilla con luz propia, sino que refleja la luz del Sol, y su fase depende de cuánta porción iluminada podemos ver en cada momento.

A lo largo de aproximadamente un mes, la Luna exhibe distintas fases o apariencias desde la Tierra, cambiando gradualmente de forma noche a noche. Esto ocurre porque la Luna no tiene luz propia; lo que vemos es la luz del Sol reflejada en su superficie. En todo momento la mitad de la Luna está iluminada por el Sol (el lado diurno de la Luna) y la otra mitad está en sombra (lado nocturno). Pero a medida que la Luna orbita alrededor de la Tierra, vemos distintas porciones de su mitad iluminada. En otras palabras, las fases lunares dependen de la geometría entre el Sol, la Luna y la Tierra.

Cuando la Luna se encuentra aproximadamente entre la Tierra y el Sol (con el Sol a sus espaldas), vemos Luna nueva, es decir, no vemos la cara iluminada de la Luna sino su lado oscuro (por eso la Luna nueva es prácticamente invisible en el cielo). A medida que avanza en su órbita, comienza a ser visible un fino creciente iluminado —es la fase creciente o cuarto creciente, cuando vemos solo una porción en forma de “D”. Una semana después de la luna nueva aproximadamente, la Luna alcanza su cuarto creciente (o primer cuarto), mostrando la mitad de su disco iluminado. Luego continúa creciendo (fase gibosa creciente) hasta que unos 14-15 días después de la luna nueva alcanza la fase de Luna llena, en la cual vemos por completo la cara iluminada dirigida hacia nosotros. En Luna llena, la Tierra se encuentra aproximadamente entre la Luna y el Sol, de modo que vemos el hemisferio lunar totalmente iluminado por el Sol. Después de la luna llena, la porción iluminada comienza a menguar: vuelve a aparecer una fase gibosa menguante, luego el cuarto menguante (la otra mitad del disco iluminada, en forma de “C” inversa), y finalmente un creciente menguante cada vez más delgado hasta regresar a Luna nueva. Este ciclo completo, de Luna nueva a Luna nueva, dura unos 29.5 días (un mes sinódico), y explica por qué tradicionalmente los meses del calendario se asocian a las fases de la Luna.

En resumen, las fases de la Luna son un efecto de perspectiva: vemos diferentes cantidades de la mitad iluminada de la Luna según su posición relativa con respecto al Sol y la Tierra.

Es importante destacar que la Luna siempre conserva la misma forma esférica y siempre tiene la mitad iluminada por el Sol; lo que cambia es cuánto de esa mitad iluminada es visible desde nuestra ubicación. Por último, cabe mencionar que durante los eclipses la apariencia de la Luna también puede cambiar temporalmente (por ejemplo, tornándose rojiza en un eclipse lunar), pero estos eventos ocurren solo en fases específicas: un eclipse lunar solo puede ocurrir en Luna llena, y un eclipse solar solo en Luna nueva, cuando la alineación Sol-Tierra-Luna es perfecta.

Influencia de la Luna sobre la Tierra: mareas, rotación y estabilidad axial

La Luna no solo es un hermoso objeto en el cielo; también ejerce importantes influencias físicas sobre la Tierra debido a la gravedad mutua entre ambos cuerpos. La atracción gravitatoria de la Luna es la principal causa de las mareas oceánicas en nuestro planeta. La fuerza de gravedad de la Luna tira ligeramente más fuerte del lado de la Tierra más cercano a ella que del lado opuesto, generando un “estiramiento” del agua de los océanos. Esto produce dos abultamientos de agua: uno en el lado de la Tierra orientado hacia la Luna y otro en el lado opuesto. A medida que la Tierra gira sobre su eje, estas protuberancias de agua se manifiestan como dos mareas altas y dos mareas bajas cada día (aproximadamente cada 6 horas una fase de marea). En resumen, cuando la Luna está sobre el horizonte de un punto dado, su gravedad atrae el océano debajo de ella causando pleamar (marea alta), y lo mismo ocurre en el punto opuesto por inercia del agua; en los puntos intermedios se registra bajamar (marea baja). El Sol también influye en las mareas con su gravedad, aunque en menor medida; cuando Sol y Luna se alinean (luna llena o nueva) se producen mareas vivas más pronunciadas, y cuando están en ángulo recto (cuartos creciente o menguante) se producen mareas muertas de menor amplitud.

Otra consecuencia de la interacción gravitatoria Tierra-Luna es que la rotación de ambos cuerpos ha llegado a sincronizarse parcialmente. La Luna se encuentra en rotación síncrona con la Tierra: esto significa que la Luna gira sobre sí misma en el mismo tiempo que tarda en orbitar la Tierra, por eso siempre vemos la misma cara lunar desde aquí. En otras palabras, el periodo de rotación de la Luna coincide con su periodo de traslación alrededor de la Tierra.

Rotación de la luna.

Esta “resonancia” es el resultado de las fuerzas de marea: hace millones de años la Luna rotaba más rápido, pero las fuerzas de fricción gravitatoria la frenaron hasta bloquearla en esta configuración estable. Como dato curioso, a la cara que no podemos ver desde la Tierra a veces se le llama erróneamente “el lado oscuro” de la Luna, pero no es en absoluto oscura; esa cara también recibe luz solar regularmente, simplemente nos es oculta debido a la rotación síncrona. De hecho, la cara oculta es iluminada cuando desde la Tierra vemos la fase de Luna nueva.

La influencia de la Luna ha sido crucial para la estabilidad del eje de rotación terrestre y, por ende, de nuestro clima. Actualmente la Tierra tiene una inclinación axial de ~23.5°, lo que produce las estaciones del año. Los científicos estiman que sin la presencia de la Luna, la Tierra se tambalearía caóticamente sobre su eje, con variaciones mucho mayores de la inclinación. La gravedad lunar actúa como un estabilizador, amortiguando esas oscilaciones. Gracias a la Luna, la inclinación terrestre se mantiene relativamente estable en el tiempo, lo que ha permitido un clima más regular y estacional en escalas geológicas. De lo contrario, el eje terrestre podría variar descontroladamente (quizá incluso volcar cerca de 0° o hasta 45°), provocando cambios climáticos extremos que dificultarían la vida tal como la conocemos. Además de estabilizar el clima, la Luna marca ritmos naturales importantes: el ciclo de mareas (dos subidas y bajadas del nivel del mar al día) influye en ecosistemas costeros, en la navegación y en la pesca desde tiempos ancestrales, y el ciclo mensual de fases lunares ha servido de base para calendarios en muchas culturas.

La interacción gravitatoria entre la Tierra y la Luna también tiene efectos a muy largo plazo. Por ejemplo, la rotación de la Tierra se está desacelerando gradualmente debido a las mareas: los días se han ido haciendo más largos con el tiempo (unos 2 milisegundos por siglo en la actualidad). Esta misma interacción transfiere energía a la órbita lunar, haciendo que la Luna se aleje de la Tierra a razón de unos 3.8 centímetros por año. Aunque este cambio es imperceptible en escalas humanas, a lo largo de millones de años altera la duración del día terrestre y la distancia Tierra-Luna. En unos 600 millones de años, por ejemplo, la Luna estará lo suficientemente lejos como para que ya no se vean eclipses solares totales (porque su tamaño aparente será menor que el del Sol). Estos ejemplos ilustran cómo la Luna y la Tierra forman un sistema dinámico estrechamente ligado.

Exploración lunar: misiones Apolo, descubrimientos científicos y planes futuros

 Huella dejada por el astronauta Buzz Aldrin (Apolo 11) en la superficie lunar en julio de 1969. Doce hombres caminaron sobre la Luna entre 1969 y 1972 durante el programa Apolo. Las próximas misiones buscarán que humanos regresen a la Luna, incluyendo a la primera mujer que pisará nuestro satélite.

La Luna ha sido el único cuerpo celeste, aparte de la Tierra, en el que los seres humanos han alunizado y caminado. La exploración moderna de la Luna inició a mediados del siglo XX, en el contexto de la carrera espacial. En 1959 la Unión Soviética logró el primer impacto de una sonda en la Luna (Luna 2) y la primera fotografía del lado oculto (Luna 3). Durante la década de 1960 ambas superpotencias enviaron múltiples sondas. El programa Apolo de los Estados Unidos logró finalmente el objetivo de llevar seres humanos a la superficie lunar. L

Hombre en la luna.

a primera misión tripulada en orbitar la Luna fue Apolo 8 en 1968. Luego, el 20 de julio de 1969, la misión Apolo 11 alunizó en el Mar de la Tranquilidad: el astronauta Neil Armstrong se convirtió en el primer ser humano en pisar la Luna, seguido minutos después por Buzz Aldrin. En total, el programa Apolo realizó seis alunizajes tripulados entre 1969 y 1972, llevando a doce astronautas (todos hombres) a caminar sobre la Luna. Las últimas misiones fueron Apolo 17 en diciembre de 1972, tras lo cual no ha habido humanos de nuevo en la superficie lunar. Cada misión Apolo trajo a la Tierra muestras de rocas y regolito; en conjunto los astronautas recolectaron 382 kg de rocas lunares para análisis. Estos materiales revolucionaron nuestro entendimiento de la Luna. Por ejemplo, los estudios geoquímicos de las muestras Apolo confirmaron que la Luna comparte un origen común con la Tierra (respaldando la hipótesis del gran impacto), revelaron la antigüedad de los mares basálticos y registraron la historia de bombardeo por meteoritos en la superficie lunar. También se descubrieron minerales desconocidos hasta entonces y se estudiaron los efectos del ambiente lunar sobre materiales y vida (se trajeron a la Tierra incluso algunos microorganismos para examinar su supervivencia).

Paralelamente a Apolo, la Unión Soviética continuó explorando la Luna mediante sondas automáticas del programa Luna. Logró aterrizajes no tripulados suaves (Luna 9 en 1966 fue el primer alunizaje automático exitoso), returnos de muestras robotizados (Luna 16, 20 y 24 entre 1970–1976) y desplegó el primer rover lunar teledirigido, el Lunojod 1, en 1970. El Lunojod 1 recorrió 10 km enviando imágenes de la superficie antes de finalizar su misión. Estas hazañas soviéticas fueron pioneras en el uso de robots para explorar otro mundo. Décadas después, nuevas naciones se unieron a la exploración lunar: Japón, la Agencia Espacial Europea (ESA), China, India y de nuevo Estados Unidos han enviado orbitadores y aterrizadores en el siglo XXI. Por ejemplo, China logró alunizar vehículos robóticos (rovers Yutu de las misiones Chang’e) e incluso aterrizó en el lado oculto de la Luna en 2019 (misión Chang’e 4). Muchas de estas sondas recientes han enriquecido el mapa lunar y realizado descubrimientos notables, como la detección de agua helada en cráteres polares. De hecho, observaciones realizadas por orbitadores (como la sonda Lunar Reconnaissance Orbiter, LRO) e impactos deliberados han confirmado la presencia de agua en forma de hielo en regiones permanentemente sombreadas cerca de los polos lunares. Este hielo está mezclado con el regolito y podría ser un recurso aprovechable para futuras misiones (por ejemplo, para obtener agua potable, oxígeno respirable o combustible para cohetes mediante electrólisis).

En la actualidad, la exploración lunar vive un renacer. Estados Unidos, a través del programa Artemis de la NASA, planea el regreso de humanos a la Luna en los próximos años. Artemis tiene como objetivo llevar a la primera mujer y a la primera persona de color a pisar la Luna en la misión tripulada Artemis III (programada para mediados de esta década). Pero Artemis va más allá de repetir los alunizajes de Apolo: busca establecer una presencia humana sostenible a largo plazo en la Luna. Esto incluye la construcción de una estación orbital lunar llamada Gateway en colaboración con agencias internacionales (NASA, ESA, JAXA, CSA), y la creación de bases o campamentos en la superficie, posiblemente en el polo sur lunar donde se concentran depósitos de hielo. La visión es que la Luna sirva como campo de pruebas para las tecnologías de vida fuera de la Tierra y como punto de partida para misiones más lejanas, incluyendo eventuales viajes tripulados a Marte.

Por su parte, China y Rusia han anunciado planes para una base lunar internacional en la próxima década, y diversas empresas privadas también están interesadas en la Luna (por turismo espacial o explotación de recursos). En 2023, misiones como la Artemis I (no tripulada) lograron orbitar la Luna probando la nueva cápsula Orion y el cohete SLS, abriendo el camino para que astronautas regresen. El renovado interés en nuestro satélite natural se alimenta tanto del deseo de exploración científica –estudiar su geología, buscar recursos, ensayar tecnologías– como de su valor estratégico en la nueva era de la exploración espacial.

La luna ha pasado de ser un punto de luz misterioso en el firmamento a un mundo familiar gracias a la ciencia. Su formación tras un gran impacto nos recuerda nuestros orígenes comunes; sus cráteres y rocas nos narran la historia del Sistema Solar; sus ciclos y fuerzas siguen influyendo en la Tierra; y sus desiertos grises aguardan el regreso de la humanidad. La Luna continúa siendo un faro para la exploración espacial y un objeto de asombro, investigación e inspiración para las generaciones presentes y futuras.