¿Durante cuánto tiempo tengo que apuntar a la Luna (con un láser) para conseguir ver un punto?
Si apuntamos a la Luna con un puntero láser desde la Tierra, ¿alguien que estuviera allí podría ver el punto de su proyección sobre la superficie? Es más, ¿podríamos verlo desde la Tierra? ¿Durante cuánto tiempo tendríamos que estar apuntando para que se forme dicho punto? Hace unos días, el ingeniero y profesor de la NASA, Robert Frost, respondía a estas curiosas preguntas en Quora.
La primera pregunta que cabe responder es la siguiente: ¿cuánto tiempo tarda la luz de un láser en ir y volver de la Luna?
Teniendo en cuenta que la Luna se encuentra a unos 384.000 km de distancia y que la velocidad de la luz es 299.792.458 m/s, el viaje de ida y vuelta sería así:
Sin embargo, si lo que en realidad queremos es â??ver el puntoâ?? proyectado, sencillamente no podremos. Jamás.
El problema de la divergencia
¿Por qué podemos iluminar un muro con una linterna a 20 metros de distancia, pero a 40 metros no conseguimos iluminarlo? Se trata de una propiedad de la propagación de los haces de luz llamado divergencia. Esto es: durante la propagación del haz, la misma cantidad de energía se disemina sobre un área mayor. Esto reduce, con la distancia, la densidad de potencia y la efectividad de la radiación. Y eso a pesar de que la luz láser es una de las fuentes de radiación con menor divergencia: ni siquiera ella está libre de este fenómeno.
Caso ideal: el haz de luz láser se propaga sin divergencia y sin pérdida de energía a través del espacio.
Caso más real: el haz de luz láser diverge. Los fotones se dispersarán sobre la superficie de la Luna sin posibilidad de visualizar el punto definido.
Existen láser muy caros y complejos diseñados especialmente para minimizar esta dispersión del haz, pero no pueden eliminarla completamente.
La Luna no refleja bien la luz
Por otro lado, tenemos el problema adicional de obtener la reflexión de estos fotones, de vuelta a la Tierra. Aún en el caso ideal de que la superficie lunar fuera completamente lisa, resulta que en realidad tiene casi el mismo color que el carbón, por lo que a pesar de las apariencias no es, en absoluto, un buen espejo. La única razón por la que brilla tanto es porque refleja una cantidad ingente de radiación solar. En realidad solo refleja el 7% de la luz visible que incide sobre ellaâ?¦
Incluso los mejores láser en combinación con los mejores telescopios (como los de Airelibre) serían inútiles sin el uso de espejos especiales que permitan reflejar la mayor cantidad de fotones posible. Es por eso que hace más de 35 años los astronautas de las misiones Apolo 11, 14 y 15 instalaron reflectores LR-3 en diferentes puntos de la Luna, como el que vemos en la fotografía de más abajo.
Existe actualmente un proyecto de la NASA llamado APOLLO (Apache Point Observatory Lunar Laser-ranging Operation) que dispara potentísimos pulsos láser hacia estos espejos para medir la distancia de la Tierra a la Luna.
Y a pesar de toda esta parafernalia tecnológica, solo regresan 1.7 de cada 100,000,000,000,000,000 enviados en el haz. Para detectarlos se utiliza un telescopio gigante de 3.5 metros, que solo puede detectar entre 5 y 10 fotones de cada pulsación enviada. Tu ojo no va a tener tanta suerteâ?¦.
En conclusiónâ?¦
Como ya vaticinábamos desde un principio, parece que los fotones de luz de tu puntero láser de 11 euros pueden alcanzar la superficie, pero no esperes ver nada ni que aparezca ningún punto. Porque ni siquiera â??atinandoâ?? en alguno de los superespejos de la NASA conseguirías ver el reflejo de vuelta.
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