Un radiotelescopio en la Luna

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Una de las frecuencias de radio más interesantes para los radiotelescopios es la que emiten los átomos de hidrógeno cuando son excitados por un aporte de energía. Al volver a su estado fundamental, el átomo emite un fotón con una frecuencia de 1,42 gigahercios. Esa frecuencia corresponde a la zona de las microondas, que va desde 300 MHz hasta 300 GHz. Si enfocamos con un radiotelescopio una nube de gas y polvo de nuestra galaxia, que está compuesta en su mayor parte por hidrógeno, esa frecuencia es fácil de detectar.

¿Pero qué pasa si intentamos detectar esa frecuencia en regiones muy alejadas del universo? Que la expansión del universo afecta a esas ondas alargándolas (es decir, disminuyendo su frecuencia), del mismo modo que la frecuencia de la radiación cósmica de fondo, que inicialmente estaba en la región visible e infrarroja del espectro, ahora está en la zona de las microondas, con el máximo en la frecuencia de 160,2 GHz.

La radiación cósmica de fondo apareció unos 380.000 años después del Big Bang. Después, el universo pasó por una etapa de 200 a 400 millones de años en la que todavía no se habían formado estrellas ni galaxias, por lo que todo estaba oscuro. Por eso esa etapa de su evolución se llama la edad oscura.

Durante la edad oscura, el universo estaba abarrotado de átomos neutros de hidrógeno y de helio, por lo que cuando los primeros se excitaban (probablemente tropezando unos con otros) al volver a su estado fundamental emitían fotones con la frecuencia indicada (1,42 GHz). Pero si uno de esos fotones llega hasta nosotros, se habrá visto sometido a la expansión del universo, que alarga las ondas correspondientes, por lo que su frecuencia actual habrá disminuido, dependiendo del momento exacto en que se produjo. En cualquier caso, ahora mismo esas ondas tendrán una frecuencia inferior a 50 MHz. De hecho, el radiotelescopio que intentará detectarlas estará sintonizado con el margen de frecuencias comprendido entre 0,1 y 50 MHz.

Detectar esas ondas nos proporcionaría datos sobre la etapa del universo llamada edad oscura, del mismo modo que la radiación cósmica de fondo nos proporciona datos sobre lo que pasó unos 380.000 años después del Big Bang. Pero si intentamos detectarlas, tenemos un problema: esas frecuencias corresponden a las zonas de onda media, onda corta y VHF, en las que operan servicios móviles, radiodifusión, y equipos industriales y científicos, por lo que las proximidades de la Tierra están saturadas de ruido de esas frecuencias, y sería imposible detectar ondas tan poco intensas como las que vendrían de la edad oscura del universo. Llamamos ruido a todo lo que no sea la señal que se desea captar.

¿Dónde habría que colocar un radiotelescopio para escapar del ruido ambiente? No bastaría con llevarlo a un desierto, como se ha hecho con otros telescopios, porque allí encontraríamos otro problema: la ionosfera de la Tierra refleja las ondas de ese margen de frecuencias (por eso funcionan las emisoras de onda corta), por lo que las ondas que proceden del espacio no podrían llegar hasta el radiotelescopio, pues serían reflejadas hacia el exterior. En consecuencia, la superficie de la Tierra queda eliminada como lugar donde podría instalarse este radiotelescopio.

Buzz Aldrin en la luna

Queda la Luna. Pero tampoco en ese astro vale cualquier lugar. El lado que mira a la Tierra ha de ser eliminado, porque recibe demasiadas ondas procedentes de nuestro planeta (o sea, ruido). En consecuencia, tenemos que colocarlo en la cara oculta, que está aislada de ese ruido por toda la masa de nuestro satélite.

La NASA tiene el proyecto de colocar un radiotelescopio en la cara oculta de la Luna a principios de 2027. El telescopio se llama LuSEE-Night, y tiene dos antenas que apuntan en direcciones perpendiculares y pueden extenderse hasta 6 metros de longitud. Los equipos asociados tienen un volumen de un metro cúbico y pesan más de 100 kg, de los que un tercio corresponde a la batería.

El aparato funcionará sólo durante la noche lunar, que dura más de 14 días terrestres, para eliminar también la influencia del sol, pero no durante todo el tiempo, para evitar que se agote la batería. Durante el día lunar la energía solar recargará la batería. El aparato tiene que permanecer estable en condiciones extremas: Durante la noche lunar, la temperatura descenderá hasta 130ºC bajo cero. Durante el día lunar, ascenderá hasta 120ºC. Gran parte de la energía de la batería se empleará en calentar los instrumentos durante la noche lunar.

El lugar donde se montará el radiotelescopio ya ha sido elegido. Tiene que estar sobre una llanura plana, en un lugar diametralmente opuesto a la posición de la Tierra. El punto más probable se encuentra situado a 24º de latitud sur en la cara opuesta de la Luna. Por supuesto, está previsto que el desembarco sea totalmente automático, sin tripulación. ¿Y cómo enviará el radiotelescopio a la Tierra los datos que obtenga? A través de un satélite artificial situado a cierta distancia de la Luna, y visible desde la Tierra.

Este artículo se basa en un artículo publicado en IEEE Spectrum en febrero de 2026.

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Manuel Alfonseca