El primer telescopio en la Luna

La sonda china Chang’e 3 ha transportado recientemente el segundo telescopio astronómico hasta la superficie lunar. Pero, ¿cuál fue el primero? Pues ese honor le corresponde al telescopio ultravioleta S201, un instrumento astronómico que viajó a la Luna durante la misión Apolo 16 en 1972… y que aún permanece allí.

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El telescopio lunar S201 con Charlie Duke al fondo durante la misión Apolo 16 (NASA).

La idea de usar la superficie lunar como observatorio se debe principalmente a George R. Carruthers, un científico del Laboratorio de Investigación de la Armada de los EEUU y uno de los pioneros en la astronomía en ultravioleta. Carruthers participó en los observatorios espaciales OAO-1 y OAO-2 -lanzados en 1966 y 1969 respectivamente-, diseñados para observar el cielo en ultravioleta. Los observatorios terrestres no pueden ver estas longitudes de onda por culpa de la interferencia de la atmósfera terrestre, de ahí el interés de la comunidad astronómica en estas primeras y rudimentarias misiones espaciales. En 1969 Carruthers patentó un diseño de cámara para el ultravioleta lejano que también funcionaba como espectrógrafo y que denominó ‘electronografía’. Gracias a su constancia, en 1971 recibió la autorización de la NASA para incluir un instrumento ultravioleta en la misión Apolo 16. Vale la pena destacar que Carruthers era afroamericano y estamos hablando de una época en la que tener un color de piel más oscuro de lo normal no estaba muy bien considerado que digamos en según que ambientes de los Estados Unidos. Para Carruthers, llegar hasta la Luna no tuvo que ser un camino de rosas.

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Carruthers (derecha) con su telescopio (NASA).

A finales de los 60 se pensaba que la superficie lunar reunía todas las condiciones para instalar un observatorio astronómico a gran escala. La ausencia de atmósfera permitía llevar a cabo observaciones tanto de día como de noche y la lenta rotación lunar garantizaba la posibilidad de realizar fotografías con una exposición relativamente prolongada sin necesidad de incorporar mecanismos de seguimiento. Por entonces se concibieron decenas de proyectos para llevar telescopios a la Luna, pero ninguno salió adelante, salvo el de Carruthers.

El telescopio lunar de Carruthers fue denominado oficialmente Far Ultraviolet Camera/Spectrograph por la NASA (experimento S201) y consistía en una cámara/telescopio y un espectrógrafo, con una masa total de 22 kg. El telescopio tenía un diámetro de tan sólo 7,5 centímetros y empleaba un rollo de película química Kodak NTB-3 de 35 mm para captar las imágenes. Estaba instalado sobre un trípode y los astronautas debían colocarlo en la sombra del módulo lunar (LM) para evitar que la luz solar directa deslumbrase el instrumento. La alimentación eléctrica estaba garantizada por unas baterías situadas en el lado iluminado de la superficie y conectada a la cámara por cables. La cámara, de tipo Schmidt y con una relación focal f/1.0 llevaba grabada una serie de azimuts y elevaciones que los astronautas debían usar para orientar manualmente el instrumento a una serie de objetivos de interés en el transcurso de sus tres paseos espaciales. El espectroscopio era sensible a las longitudes de onda de 500 a 1550 angstroms, mientras que la cámara sería sensible al rango 1050-1550 angstroms.

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Detalles del S201 (NASA).
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Partes del telescopio (NASA).
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Estructura de la cámara (NASA).
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Recreación artística del despliegue del S201 (NASA).
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John Young se entrena con una maqueta del telescopio (NASA).

El primer telescopio astronómico en la superficie de la Luna fue desplegado el 21 de abril de 1972 a las 17:40 UTC en la región de Descartes por John Young y Charlie Duke. El comandante Young lo sacó de su contenedor situado en la etapa de descenso del módulo lunar junto a la tercera pata (Quad 3) y procedió a instalarlo en la sombra junto a la pata número uno (Quad 1) del LM, retirando para ello las distintas sujeciones y cubiertas. El telescopio estaba dentro de una bolsa que había sido purgada con nitrógeno seco hasta 72 horas antes del despegue con el fin de evitar la presencia de humedad en el instrumento. Como el alunizaje se había retrasado con respecto al plan original, el telescopio tuvo que colocarse más cerca del LM para mantenerse en la sombra.

Tras apuntarlo a un azimut de 14º y una elevación de 48º, tomó la primera fotografía, con la Tierra en el centro. Semanas después, cuando fue revelada, los investigadores contemplaron por primera vez nuestro planeta en ultravioleta, claramente rodeado por la geocorona y varias estrellas de fondo. Una imagen histórica. Otros objetivos fueron el planeta Júpiter, el centro de la Galaxia, las Nubes de Magallanes y algunos cúmulos galácticos. En total se tomaron 178 fotografías de once objetivos diferentes, cada una con un tiempo medio de exposición de unos 20 minutos. El 23 de abril de 1972 a las 17:41 UTC, John Young recogió el carrete al final de la tercera y última actividad extravehicular y lo llevó al interior del módulo lunar para ser trasladado a la Tierra.

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Campos fotografiados por el telescopio (NASA).

Como anécdota, Young se tropezó con los cables de la batería del telescopio en casi todas las ocasiones que tuvo que orientar el instrumento (la baja gravedad lunar no impedía que los cables se levantasen de la superficie). Afortunadamente cada vez que esto sucedía movía las baterías en vez del telescopio. Cuando Young orientaba la cámara debía apretar el botón de reset para que la cámara ajustase la exposición. Según las normas, debía permanecer cerca de la cámara el menor tiempo posible para evitar que las pequeñas cantidades de oxígeno que se filtraban de la mochila de soporte vital (PLSS) pudieran contaminar la óptica. El lubricante usado en las juntas de la cámara causó bastantes problemas al volverse demasiado viscoso a bajas temperaturas, por lo que la cámara tuvo que ser alineada con más frecuencia de lo esperado, consumiendo más tiempo de las actividades extravehiculares. Los astronautas acabaron un tanto hartos de la atención que requería este instrumento, por lo que durante la última EVA se tomaron algunas fotografías alineando la cámara ‘a ojo’.

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La Tierra -y varias estrellas- en ultravioleta vista desde la superficie lunar (NASA).
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Fotografía de la región del centro de la Galaxia (NASA).
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Young saltando en la Luna mientras saluda a la bandera con el LM detrás. El telescopio se ve a la derecha del módulo (NASA).

De acuerdo con los estándares modernos, las imágenes de la cámara S201 son cualquier cosa menos espectaculares, pero no debemos olvidar que fueron las primeras fotografías astronómicas tomadas desde la superficie de otro mundo. En cuanto a Carruthers, continuó con su prolífica carrera diseñando instrumentos para la observación en el ultravioleta, algunos de los cuales viajaron a bordo del Skylab o el transbordador espacial. De hecho, la cámara ultravioleta del Skylab, S201K, era la versión de reserva del instrumento del Apolo 16. Esta cámara se usó para llevar a cabo numerosas observaciones astronómicas de todo tipo de objetos, incluyendo los cometas Halley y Kohoutek.

41 años después, la sonda china Chang’e 3 ha llevado hasta la superficie lunar el telescopio LUT (Lunar-based Ultraviolet Telescope) que, con una apertura de 15 cm, dobla en tamaño al S201 del Apolo 16. Desarrollado por la Academia de Ciencias de China y el Observatorio Astronómico Nacional de China, LUT cubre un campo de 1,36º y tiene un diseño Ritchey-Chrétien, con una relación focal de f/3,75. Además de LUT, la Chang’e 3 lleva la cámara EUV (Extreme Ultraviolet Imager) para el estudio de la ionosfera terrestre en el ultravioleta lejano (30,4 nm) y con un campo de visión de 15º.

Aunque la astronomía lunar ha perdido gran parte del atractivo que presentaba en los años 60 -el abrasivo polvo lunar y los fuertes contrastes de temperatura no son los mejores aliados de un telescopio espacial-, la Chang’e 3 está haciendo historia. Con esta misión, China se ha convertido en la segunda nación tras los Estados Unidos en disponer de un observatorio sobre nuestro satélite. Esperemos que no sea el último.

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Elementos ópticos del telescopio LUT de la Chang’e 3.
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Óptica del telescopio LUT (NASA).
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Cámara EUV de la Chang’e 3.

28 Comentarios

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FRNFRN

Gente como Carruthers han hecho muchisimo mas por la igualdad racial que los activistas de los derechos civiles que se dedicaban todo el dia a lloriquear y quejarse mientras la gran mayoria vivia de las ayudas sociales.

Sr. TinguaroSr. Tinguaro

¿A qué viene semejante tontería, sin perdón? Ahora me va usted a convencer de que los derechos civiles se hubieran conseguido sin la presión social de cientos de miles de personas, y sólo por obra y gracia de académicos (vamos, si tal cosa fuese posible, el académico se va a la puta calle a la voz de ya, pero bueno, quién paga aquí los sueldos). Por favor. Y además, ¿esto qué tiene que ver con los telescopios y el espacio? Más que nada porque no acabo de ver la conexión.

placeresplaceres

Interesante no sabia nada de ese experimento. Aunque me ha sorprendido el efecto del polvo sobre un telescopio.. ¿si no hay atmósfera como puede posarse el polvo sobre la lente sino es por acción externa?. (los propios astronautas o un meteorito).

Pd: Como africano..me suena fatal que en un texto originalmente escrito en castellano se diga “afroamericano” , que es negro y punto. El termino Afroamericano tiene una connotación política que no creo que venga al caso.

Gabriel DomínguezGabriel Domínguez

El término ‘afroamericano’ designa a los estaodunidenses con ancestros procedentes de Africa subsahariana (=negros). Pero según estudios como los de Mark D. Shriver (2002) los afroamericanos tienen una media de ancestros procedentes de Europa (=blancos) del 25 al 30%. Por tanto, creo que no es muy correcto decir de un afroamericano que es ‘negro y punto’.

FRANCISCOFRANCISCO

Se dice negro y punto, un “afro-americano” es un invento de los demócratas para designar a la raza negra. La cual en EEUU para ser más preciso es en su mayoría ya mestiza. En cualquier país de latinoamerica se dice negro al negro y mestizo a Carruthers. Pero los “políticamente correctos” se creen que están dando un paso por la humanidad cambiando palabritas. No se habla de “euroamericanos” para designar a los franceses, italianos, polacos o lo que fueran en América.

Sr. TinguaroSr. Tinguaro

Sí, sí se habla. De hecho, originalmente se hablaba de WASPs (White Anglo-Saxon Protestant), lo que sucede es que las ascendencias europeas se resuelven todas por nacionalidad (irlandeses, escoceses, alemanes, franceses, polacos, etc.), en cambio a los afroamericanos no es posible porque obviamente no existen registros, de ahí que se engloben. Eliminar términos peyorativos es algo de sentido común para facilitar y no intoxicar la convivencia. A mí no me hace puta la gracia que se dirijan a un latino por “sudaca”, mayormente porque además le molesta (aunque en ocasiones en España mucha gente usa el término desconocedora de su matiz peyorativo). Personalmente me parecería de puta madre que le calzaran una multa de cuidado al que use ese palabro u otro cualquiera. No veo razón para hacer la vista gorda al insulto y la discriminación social. Y me da igual si la “víctima” es un jetas, esto no debería permitirse igual que no se permite mear y cagar en la calle (aunque sí, todavía queda una bonita cantidad de gente que lo hace).

FRNFRN

Ya de paso ademas multamos al que no piense exactamente igual que tu, supongo que tambien estaras de acuerdo en que en Mexico nos llamen gachupines o Gallegos en plan despectivo tambien sea multado en el resto de America,ademas los habitantes de America no son Latinos,Latinos somos los Franceses,Españoles,Portugueses o Andorranos.
Y dejo este tema despues de las aclaraciones y por meterme en berenjenales que no me deberia haber metido ya que esto es un blog de Astronautica (y de lo mejorcito).
Un Saludo a todos.

Sr. TinguaroSr. Tinguaro

Un poquito de por favor y a ver si somos menos agresivos. Yo no estoy diciendo que se multe al que no piense como yo, sino que se multe a los que ofenden o agreden a otras personas. Usted sabrá por qué ha entendido lo que le ha dado la gana y no lo que he dicho.

Como yo no soy ciudadano mexicano, no tengo ninguna posibilidad (ni conocimiento de esa sociedad) para dar lecciones a nadie ni de opinar, aunque evidentemente lo que he dicho rige para todo el mundo. En la casa que vivo yo, como apunto arriba, al que mea y caga en el pasillo hay que hacerle entender que eso quiebra la convivencia y además genera problemas inaceptables. En la casa de otros pues yo no puedo meterme.

Y dicho sea de paso, ni soy latino, ni me tengo por latino. Que en esos países europeos se hablen lenguas romances es una cosa, que exista una cosa tal como la “latinidad” o la “anglosajonicidad” es una parida como la copa de un pino. El término latino aplicado a los ciudadanos de países de lengua oficial castellana (única o una de varias) de América proviene del término América Latina (en la que, curiosamente, excluyen por ejemplo al Quebec y desde hace tiempo al Brasil, que no desea verse englobado en ese término, y no queda muy claro qué pasa con las islas del Caribe). No me parece un término preciso ni correcto, pero no conozco otro, ni se usa otro. Cuando aparezca uno mejor y la gente lo use, pues se usará, qué sé yo, igual bolivarianos o lo que ELLOS decidan, no nosotros. Lo que no es es peyorativo.

Gabriel DomínguezGabriel Domínguez

El gobierno de EEUU distingue tres grupos de raza negra en el país: los African Americans, los Afro-Caribbeans, y los Black Africans. Todos son ‘Black people’. Insisto: Carruthers no era un “negro y punto”, era un afroamericano (African American).

Sr. TinguaroSr. Tinguaro

No, porque el polvo lunar se carga electrostáticamente, por la acción del viento solar o de la radiación solar incluso. Entonces, flota, dado que entre la baja gravedad lunar y el poco peso de un grano de polvo, la fuerza de repulsión electrostática es suficiente para que levite. Hay bastante polvo “flotando”, y obviamente, ni digamos si andan los astronautas pisando por ahí. Hay fotos en órbita lunar donde se aprecian halos, y no pueden tener otro origen que polvo en levitación. Cuando dicen que la Luna es un lugar polvoriento, lo es de verdad.

TxemaryTxemary

Bueno, eso de que no hay atmósfera, es relativo, no hay una capa de gases como en la tierra que ejerza presión, pero las misiones Apollo descubrieron una capa de polvo en suspensión alrededor de la Luna que es lo que ahora mismo está estudiando la sonda LADEE.

Armilar Zifferblatt

En la penúltima imagen, con el diagrama de los espejos y lentes. En todos pone “minor”, es un error tipográfico de “mirror” o se les llama así?

No sea que me de por hacer un chiste en “chinglis” y resulte ser una palabra que desconozco, como la última vez ^^U

PelauPelau

Hola, Armilar. No sé que “chinglis” te habrás mandado la última vez. Pero en inglés “minor” significa “menor” o “secundario”.

Quizá en óptica usen su propia jerga, pero dudo mucho que en una especialidad altamente técnica se perpetren términos como “Secundario primario” (Primary minor). Evidentemente ahí debería decir “Espejo primario” (Primary mirror).

Me huele a error de OCR. Es típico. Los programas de Reconocimiento Óptico de Caracteres suelen interpretar la “rr” como “n”, según sea la tipografía original, su espaciado, el estado de conservación del paper, y la calidad del escaneado.

Lo extraño es que el presunto error aparezca 4 veces seguidas (pero fíjate que siempre en la misma línea) y que por otra parte “Correct lens” aparezca bien (pero, curiosamente, está muy distanciado de los presuntos errores).

Daniel Marín es muy detallista (por ejemplo, recuerdo su énfasis en la correcta nomenclatura cirílica cuando los datos son de origen ruso), así que seguramente el presunto error ya venía en la JPG original que recopiló Daniel.

Jose ManuelJose Manuel

Muy buen comentario, alejado de la hipocresia de lo politicamente correcto y con el que me siento plenamente identificado.
Al fin y al cabo lo politicamente correcto es algo efimero: cambia segun la epoca y segun el lugar donde se viva.

SantiagoSantiago

Daniel: buenisimo el blog, lo sigo hace años aunque soy estudiante de Humanidades.
Quería hacerte una pregunta con relación al Chang, que quizás ya contestaste antes: La sonda china aterrizó muy lejos del Lunokhold 1? Porque sería muy interesante observar al mismo desde la propia superficie!
Y de paso si está cerca de alguna misión Apollo, para terminar de una vez por todas con los frikies de la conspiración? Que ahora salen con que las fotos de los chinos muestran la tierra lunar color Marrón en vez de Gris y están como locas!
Sólo eso, excelente el blog, Saludos!

Cienfuegos91Cienfuegos91

Si mal no recuerdo, la Chang’e3 se encuentra a unos cientos de quilómetros. Relativamente cerca, pero espantosamente lejos para la Yutu :(

JoanJoan

Estoy seguro que no hay la más mínima mala intención y que es un mero desliz pero la frase “Vale la pena destacar que Carruthers era afroamericano y estamos hablando de una época en la que tener un color de piel más oscuro de lo normal…..” es un poco desafortunada. Estamos asumiendo que lo “normal” es tener la piel blanca…. Por lo demás el artículo es brillante, como siempre! Muchísimas gracias por el constante esfuerzo en favor de la ciencia. Buen año a todos.

VictorVictor

Hola Daniel:
No he encontrado otra forma de comunicarme contigo, hasta hace poco recibía tus post por correo electrónico con el cambio de alojamiento ya no, hay posibilidad de seguir recibiéndolos de ese modo.

Un saludo.
Que el año próximo sea bueno para todos.

OscarOscar

+1.
¿Ya no hay forma de recibir las novedades por e-mail?.
Hice un registro que hay en la sección “contacto”, pero solo recibo noticias de Naukas y ninguna del blog de Daniel.
Siento tener que decirlo, pero en algunos aspectos me gustaba más EUREKA y lo hecho de menos.

RaúlRaúl

Interesante historia de la que no tenía ni idea. Si a día de hoy sigue sin ser muy común ver a negros trabajando como científicos o ingenieros de la Nasa, imagino lo que tuvo que sufrir Carruthers hace 50 años. Todo un ejemplo.

Sobre el telescopio en sí, parece que los chinos van batiendo marcas históricas cada mes que pasa. Por mucho que se hayan “basado” en los logros de la URSS, está claro que ya no van a remolque de nadie, tienen su propia carrera espacial y por ahora van en solitario.

LattisNetLattisNet

La muestra clara de que en la Luna hay atmósfera es el ondeado de la bandera como se ve en la foto. Una prueba clara de que el hombre sí pisó la superficie de nuestro satélite natural.

MortadeloMortadelo

Yo esto de la igualdad racial lo veo como lo de la paridad en el gobierno. No pasa nada si el 100% son ministros o si hay un 100% de ministras. Lo importante es que los ministros o ministras sean realmente los mejores. No veo correcto que le den el puesto a una tonta sólo porque queda bien en el foto. En la Ciencia y en el espacio pues lo mismo, que sean los mejores tanto si son negros, blancos o mulatos. Si Carruthers se ganó la plaza en la NASA por ser bueno pues estupendo pero si sólo fue para que hubiera un negro en la foto del equipo pues muy mal porque le quitó el puesto a otra persona.

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[…] llevaría además el telescopio ultravioleta S201B – en realidad la unidad de reserva del telescopio S201 del Apolo 16- para observar el recientemente descubierto cometa Kohoutek, entre otros equipos, lo […]

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