Regreso a la Luna: por qué el polvo lunar es tan peligroso y cómo la NASA planea detenerlo

Dentro del extenso Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston, Estados Unidos, hay una serie de talleres conocidos cariñosamente como los “laboratorios sucios”. En su interior, a través de un laberinto de pasillos, hangares cavernosos y salas claustrofóbicas, hay polvo por todas partes: en placas de Petri, tubos, cajas, cubas, atrios y cajones. 

En una sala sin ventanas llena de contenedores de almacenamiento, se abre una gran caja translúcida que revela un desierto en miniatura de color gris oscuro con un polvo extraordinariamente fino, y me invitan a sumergir mi mano sin guante en él. Las finas partículas de polvo lunar simulado se adhieren a la mano humana, lo que ilustra uno de los retos fundamentales del regolito lunar: su tendencia a adherirse a casi todo lo que toca.

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Tiene una textura similar al talco, pero es mucho más adhesivo y curiosamente denso. Tras sumergir la mano en él durante unos segundos, la retiro y veo que está completamente cubierta. Sacudir la mano y cepillarla no parece desprender nada del polvo. La sensación es claramente extraña. Y ese es el objetivo: es una simulación casi perfecta del polvo lunar real, hecho de basalto pulverizado, una roca volcánica.

Los inconvenientes del polvo lunar

La superficie lunar es un desierto, forjado hace miles de millones de años por interminables erupciones de lava. Desde que la Luna se enfrió, sus rocas volcánicas y su vidrio han sido destrozados casi constantemente por los impactos de micrometeoritos, lo que ha producido una neblina de partículas de polvo ultrafinas que flotan libremente.

“Es muy, muy afilado. Es muy molesto e irritante. Se mete por todas partes”, describe Amy Fritz, investigadora de mitigación de polvo en el Centro Espacial Johnson. Cuando se agita ligeramente o se expone a la radiación, se carga eléctricamente, lo que significa que no solo puede levitar sobre la superficie lunar, sino que también se adhiere a los astronautas. “Eso es extremadamente inconveniente”.

Decir que es incómodo es quedarse corto. Durante la era Apolo, los astronautas inhalaban polvo lunar, lo que les provocaba una afección respiratoria conocida como “fiebre del heno lunar”. Todo olía a pólvora quemada y sufrían ataques de estornudos y congestión nasal persistente. Gene Cernan, comandante del Apolo 17, detestaba especialmente los detritos lunares. “Se acumula en todos los rincones de la nave espacial y en todos los poros de la piel”, comentó en una ocasión.

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El polvo corroía el equipo de salvamento, desde los sellos de vacío hasta las botas de los trajes espaciales. “Sus trajes espaciales se desmoronaban al cabo de tres días”, recuerda Anastasia Ford, investigadora de tecnología espacial del Centro Espacial Johnson.

A los astronautas se les proporcionaron cepillos para barrer el polvo, pero esto resultó ser más problemático que útil. Los cepillos no solo se atascaban, sino que el acto de cepillar cargaba eléctricamente el polvo, amplificando su naturaleza adhesiva. “¿Cómo se puede limpiar una herramienta de limpieza?”, se pregunta Fritz.

En los últimos años, quienes trabajan en los numerosos “laboratorios sucios” del Centro Espacial Johnson (incluida la Instalación Experimental de Desarrollo y Pruebas Lunares) han revelado, con aterrador detalle, el alcance total del riesgo que supone el polvo lunar para las futuras misiones y los astronautas.

Los científicos han colocado equipos de vuelo espacial en cámaras especializadas diseñadas para reproducir las condiciones de la superficie lunar: un vacío extremadamente hostil con temperaturas que oscilan entre los 121 °C y los -160 °C. Cuando el polvo simulado en el que meto la mano se bombea a ese entorno, los equipos se corroen por completo, ya sean sistemas de cámaras o guantes de astronautas. Es como si estuvieran siendo atacados por pirañas espaciales microscópicas.

Por lo tanto, no es de extrañar que una de las principales prioridades de la NASA sea encontrar la forma de proteger a los viajeros espaciales contra el polvo lunar. Con el programa Artemis, la agencia espacial espera establecer una presencia permanente en el polo sur lunar. Enviar exploradores allí sin protección contra el polvo sería un error potencialmente fatal: sus paneles solares y cables se deteriorarían, sus rovers lunares de última generación funcionarían mal y sus trajes espaciales se estropearían. En el peor de los casos, los astronautas podrían morir.

El polvo lunar es realmente así de peligroso. “Imagina que tienes una caja llena de botellas de cristal. Y un mazo. Y las rompes en pedazos dentro de un armario. Y luego enciendes un soplador de hojas”, dice Charles Buhler, científico jefe del Laboratorio de Electrostática y Física de Superficies de la NASA. Así es el polvo lunar. “Hay que protegerse de él”.

Afortunadamente, la NASA está trabajando intensamente en una solución que parece sacada de la ciencia ficción para expulsar el polvo de casi cualquier superficie.

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El plan de la NASA para combatir el polvo lunar

Mientras se preparan para las misiones Artemis, los investigadores de la NASA han estado ideando formas de eliminar rápidamente el polvo lunar de los astronautas y su equipo. Actualmente se está probando un rodillo quitapelusas de la era espacial “que imita la piel de un gecko”, detalla Fritz, así como herramientas que utilizan chorros de gas para eliminar el polvo de las superficies.

Pero, por ahora, nada parece más prometedor que un prototipo del Centro Espacial Kennedy. Se conoce como escudo electrodinámico contra el polvo, o EDS, por sus siglas en inglés. Se puede colocar encima o entretejer en prácticamente cualquier cosa. Sus electrodos son prácticamente transparentes. Y con solo pulsar un interruptor, cualquier polvo lunar que se adhiera a él es expulsado al espacio.

El EDS, un escudo transparente que desafía al polvo, “tiene una larga historia”, afirma Buhler. En 1967, los científicos desarrollaron el concepto de la cortina electrostática, un velo con carga eléctrica que utilizaba la naturaleza electrostática del polvo lunar en su contra. A medida que la cortina pasaba por encima de las partículas de polvo con carga positiva, su superficie con carga negativa las atraía, como un imán fibroso que barre limaduras de hierro. 

Este concepto evolucionó a lo largo de los años gracias a la colaboración entre investigadores de Estados Unidos y Japón, y finalmente llegó al Laboratorio de Electrostática y Física de Superficies del Centro Espacial Kennedy, inaugurado en mayo de 2000.

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Las pruebas de lo que oficialmente se convertiría en el EDS comenzaron en 2002. Un elegante repelente de polvo que atraía las partículas resultó muy útil. Pero lo que realmente necesitaban era un repelente de polvo lunar, una forma de hacer que los equipos enviados a la Luna se autolimpiaran.

Parece engañosamente sencillo: se trata de una matriz bidimensional de electrodos transparentes conectados a una fuente de alimentación muy pequeña (como una batería o un enchufe alimentado por energía solar), y esos electrodos se colocan en capas o se enroscan en cualquier objeto o superficie que se desee mantener libre de polvo lunar. Pero, como explica Buhler, la ciencia que hay detrás aprovecha dos fuerzas peculiares de la naturaleza.

La primera es la misma que la de la cortina electrostática: la fuerza de Coulomb. Se trata de una medida de la atracción o repulsión entre dos partículas con carga eléctrica. Para que el escudo funcione, las partículas de polvo deben tener el mismo tipo de carga que los electrodos del EDS: en otras palabras, una partícula de polvo con carga positiva será repelida por un electrodo con carga positiva. Si es así, la fuerza de Coulomb resultante actúa para repeler el polvo del EDS.

Por supuesto, algunas partículas de polvo tendrán carga negativa, y una carga negativa es atraída por una carga positiva. Para superar esto, los campos eléctricos del EDS cambian muy rápidamente de positivo a negativo para garantizar que ambos tipos de partículas de polvo sean expulsadas del escudo prácticamente al mismo tiempo.

Pero como el estado de carga del EDS siempre será (brevemente) atractivo para el polvo con carga opuesta, la fuerza de Coulomb por sí sola no puede eliminar todo ese pernicioso polvo lunar. Por eso el EDS se basa en un segundo efecto repelente más extraño: la fuerza dielectroforética, o DEP.

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En física, un material puede ser “polarizable”. Eso significa que si se aplica un campo eléctrico a ese material, sus propias cargas positivas y negativas se separan a lo largo de una distancia. Imagínate un globo terráqueo y piensa en todas las cargas positivas yendo hacia el polo norte y todas las cargas negativas yendo hacia el polo sur.

Los granos de polvo lunar también son polarizables. Por lo tanto, cuando se les somete a un campo eléctrico, cada grano también adquiere un polo con carga positiva y otro con carga negativa.

Para aprovechar esto, el campo eléctrico del EDS cambia constantemente de forma, lo que garantiza que la parte positiva del mismo barra el polo con carga positiva del grano de polvo, y viceversa. Esto significa que ambos polos eléctricos del grano de polvo experimentarán el empuje repulsivo necesario para que el grano sea arrastrado lejos del EDS.

Puede parecer magia para quienes no tienen conocimientos de física. Pero lo importante es lo siguiente: la combinación de estas dos fuerzas debería funcionar de maravilla para eliminar el polvo lunar. Las pruebas realizadas en cámaras de vacío, utilizando polvo simulador lunar, muestran que el escudo elimina hasta el 99 % del polvo de una superficie.  

Pero la verdadera promesa del EDS reside en su extraordinaria adaptabilidad. Puede actuar como un escudo que se coloca sobre una superficie: sus electrodos transparentes se pueden colocar sobre lentes de cámaras, radiadores térmicos diseñados para regular la temperatura de una nave espacial y paneles solares. Pero también se puede coser en trajes espaciales. “El EDS se integra en el material de la ropa, a través de los tejidos”, explica Buhler. “Es una tecnología increíblemente flexible. No hemos encontrado ningún caso en el que no podamos integrarlo”.

El escudo electrodinámico contra el polvo llega a la Luna

Los primeros astronautas del Apolo trajeron consigo un tesoro de rocas lunares, y mucho polvo lunar pegajoso, para que los investigadores lo examinaran. Pero como estas muestras son raras y tienen un valor científico incalculable, la mayoría de las pruebas de tecnologías como el EDS se realizan con polvo lunar simulado fabricado por la NASA. 

Afortunadamente, en la Tierra se pueden encontrar rocas con una composición química casi idéntica a la de las que cubren la superficie lunar: los volcanes expulsan lava que se enfría y se solidifica formando rocas similares a las lunares. Si se pulverizan hasta casi desaparecer, se obtiene una réplica muy buena del polvo lunar.

Pero el equipo de Buhler incluso pudo probar el EDS con polvo lunar auténtico. "Con los suelos, las muestras del Apolo que tenemos, podemos mover el polvo con bastante facilidad", asegura.

El EDS también se ha probado en el espacio. Llegó por primera vez a la Estación Espacial Internacional en 2019. Una vez allí, se incrustó en varios tipos de vidrio, plástico y prototipos de tejidos para trajes espaciales. El escudo superó con nota las pruebas de desviación del polvo.

Pero garantizar que los futuros astronautas de Artemis estarán protegidos por el EDS en el polo sur lunar es más difícil. Esas cámaras de vacío llenas de polvo son técnicamente excelentes, pero no recrean con total precisión el entorno lunar. “No podemos alcanzar el nivel de vacío total de la superficie de la Luna”, reconoce Ford. “No puedo simular la gravedad lunar”.

El polvo lunar puede comportarse de forma diferente en la Luna real, al igual que el EDS. Colocar el escudo en estas cámaras denominadas “sucias” ofrece datos de prueba muy valiosos, pero para Buhler, “la prueba real está en la propia Luna”.

Afortunadamente, el EDS ya ha llegado antes que los próximos astronautas de Artemis a su destino.

En los últimos años, varias misiones espaciales privadas no tripuladas visitaron la Luna, con distintos grados de éxito. En enero de 2025, como parte de la iniciativa Commercial Lunar Payload Services (CLPS) de la NASA, Firefly Aerospace lanzó una nave espacial hacia la superficie lunar. Su módulo de aterrizaje, denominado Blue Ghost Mission 1, alunizó con seguridad en marzo, lo que convirtió a Firefly en la primera empresa comercial en hacerlo.

Como parte de su conjunto de instrumentos científicos, el módulo de aterrizaje estaba equipado con el EDS. Y, cuando se activó, el equipo de Buhler pudo ver claramente cómo se eliminaba el polvo lunar de varias superficies de vidrio y radiadores térmicos. No hay duda: el escudo funciona en la Luna. Le pregunté a Buhler cómo fue hacer ese descubrimiento.

“No te lo puedes imaginar”, dice riendo. “Trabajar en algo durante 20 años y ver finalmente cómo se hace realidad... Es fantástico. Es un suspiro de alivio, más que nada”.

Aunque el próximo uso oficial del EDS, por ejemplo, en una próxima misión Artemis, aún no está definido, varios socios industriales compiten por utilizar el escudo deflector de polvo de la NASA en su tecnología, incluida la nueva generación de rovers lunares. “Hay una enorme necesidad del EDS en casi todas las próximas misiones tanto a la Luna como a Marte”, afirma Buhler.

El EDS no será la única herramienta que la NASA utilizará para proteger a los astronautas de Artemis de un desastre causado por el polvo. Pero parece que será su primera línea de defensa. “Nos llevó bastante tiempo conseguir que funcionara”, admite Buhler. Pero, añade con una sonrisa, “lo conseguimos”.