Explicado: ¿Por qué Marte es tan interesante para los científicos y el aventurero que vive en todos nosotros?

El Mars 2020 Perseverance Rover de la NASA aterrizó en la superficie marciana en las primeras horas del viernes. Los resultados de los experimentos de Perseverance probablemente definirán las próximas dos décadas de exploración de Marte. Un científico de la NASA explica por qué y cómo.

Perseverance es el laboratorio móvil más avanzado, caro y sofisticado enviado a Marte. (Foto: Twitter / @@ NASAPersevere)

La perseverancia no es solo otra misión de Rover. Perseverance es el laboratorio móvil más avanzado, caro y sofisticado enviado a Marte. Los resultados de los experimentos de Perseverancia probablemente definirán las próximas dos décadas de exploración de Marte: determinarán el curso de la búsqueda de vida y una futura misión tripulada a Marte.

Mars Science en los últimos 30 años

Hemos recorrido un largo camino en la comprensión de Marte desde la época de las misiones de primera generación en la década de 1960. Las misiones Viking a mediados de los años setenta llevaron a cabo el primer análisis químico del suelo marciano, así como cuatro experimentos biológicos para detectar actividad biológica. Los experimentos no arrojaron ninguna evidencia concluyente de vida.

A principios de la década de 1980, los científicos formularon la hipótesis, basándose en la composición mineralógica y la textura de la roca, que ciertos meteoritos podrían tener una región de origen en Marte, en contraste con el cinturón de asteroides. En 1984, un estudio mostró que la composición isotópica de gases raros (xenón, criptón, neón y argón) coincidía con las proporciones isotópicas de la atmósfera marciana medidas por la nave espacial Viking. Este descubrimiento proporcionó una forma para que los geoquímicos estudiaran muestras marcianas, y proporcionó un gran impulso a nuestra comprensión de la evolución geoquímica de Marte.

Marte fue considerado un planeta seco en el siglo XX. Esto cambió en 2001, cuando el espectrómetro de rayos gamma a bordo de la nave espacial Mars Odyssey detectó una fascinante firma de hidrógeno que parecía indicar la presencia de hielo de agua. Pero había ambigüedad: esto se debía a que el hidrógeno también puede ser parte de muchos otros compuestos, incluidos los compuestos orgánicos.

Para probar la presencia de agua, la NASA envió una nave espacial a aterrizar cerca del Polo Sur marciano en 2007. La nave espacial estudió el suelo alrededor del módulo de aterrizaje con su brazo robótico y pudo establecer, sin ambigüedad alguna, la presencia de agua en Marte. por primera vez.

La primera imagen enviada por el rover Perseverance que muestra la superficie de Marte, justo después de aterrizar en el cráter Jezero, el jueves 18 de febrero de 2021. (NASA vía AP)

El rover Curiosity lleva un instrumento llamado SAM (o Sample Analysis at Mars), que contiene un conjunto de espectrómetros con el objetivo de detectar compuestos orgánicos en Marte. SAM tiene un espectrómetro de masas que puede medir no solo los elementos, sino también los isótopos. Este instrumento ha realizado el fascinante descubrimiento de compuestos orgánicos de gran cadena en Marte. No se sabe cómo se forman estos compuestos orgánicos en Marte: el proceso probablemente sería inanimado, pero existe una posibilidad fascinante de que moléculas tan complejas se hayan formado por procesos asociados con la vida.

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Mars Insight está creando historia en este momento, al monitorear la actividad sísmica y el flujo de calor en Marte, esto ayudará a comprender la composición del interior marciano.

El Dr. Amitabha Ghosh es un científico planetario de la NASA con sede en Washington DC. Ha trabajado para múltiples misiones de la NASA a Marte comenzando con la misión Mars Pathfinder en 1997. Se desempeñó como presidente del Grupo de trabajo de operaciones científicas para la misión Mars Exploration Rover, y se le asignó la tarea de liderar las operaciones tácticas de rover en Marte durante más de 10 años. Ayudó a analizar la primera roca en Marte, que por cierto resultó ser la primera roca analizada de otro planeta.

La fascinación perdurable por Marte

¿Por qué Marte es tan interesante para los científicos? ¿Y al explorador-aventurero que todos llevamos dentro? Hay dos razones principales.

Primero, Marte es un planeta donde la vida pudo haber evolucionado en el pasado. La vida evolucionó en la Tierra hace 3.800 millones de años. Las condiciones en el Marte temprano hace aproximadamente 4 mil millones de años eran muy similares a las de la Tierra. Tenía una atmósfera densa, lo que permitió la estabilidad del agua en la superficie de Marte. Si de hecho las condiciones en Marte fueran similares a las de la Tierra, existe una posibilidad real de que la vida microscópica evolucionara en Marte.

En segundo lugar, Marte es el único planeta que los humanos pueden visitar o habitar a largo plazo. Venus y Mercurio tienen temperaturas extremas: la temperatura promedio es superior a 400 grados C o más caliente que un horno de cocción. Todos los planetas del sistema solar exterior que comienzan con Júpiter están hechos de gas, no de silicatos ni rocas, y son muy fríos. Marte es comparativamente hospitalario en términos de temperatura, con un rango aproximado entre 20 grados C en el ecuador y menos 125 grados C en los polos.

La misión de la perseverancia en Marte

La perseverancia aborda los temas críticos alrededor de Marte: la búsqueda de vida y una misión humana a ese planeta.

Ejemplo de misión de retorno: ¿Hay vida en Marte?

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La perseverancia es el primer paso en un proyecto de varios pasos para traer muestras de Marte. Es de esperar que el estudio de las muestras de rocas devueltas en laboratorios sofisticados de todo el mundo proporcione una respuesta decisiva sobre si existió vida en Marte en el pasado.

Estos son los pasos de la declaración de muestra:

Como primer paso, Perseverance recolectará muestras de roca y suelo en 43 tubos del tamaño de un cigarro. Se recolectarán las muestras, se sellarán los botes y se dejarán en el suelo.

El segundo paso es que un Mars Fetch Rover (proporcionado por la Agencia Espacial Europea) aterrice, conduzca y recolecte todas las muestras de las diferentes ubicaciones, y regrese al módulo de aterrizaje.

El Fetch Rover luego transferirá los botes al Vehículo de Ascenso. El vehículo de ascenso a Marte se encontrará con un orbitador, después de lo cual el orbitador llevará las muestras de regreso a la Tierra.

Este proyecto a largo plazo se llama MSR o Mars Sample Return. MSR revolucionará nuestra comprensión de la historia evolutiva de Marte. Si MSR se ejecuta con éxito, tendremos una respuesta razonable de si hubo vida microscópica en Marte.

Pero la MSR tiene sus riesgos. Si uno de los componentes falla, como el Fetch Rover o el Mars Ascent Vehicle, MSR está condenado. Un riesgo oculto es estratégico. A costa de MSR, podría haber entre 5 y 10 misiones de naves espaciales a diferentes partes del sistema solar: por lo tanto, al elegir MSR, la NASA excluye la opción de emprender esas otras misiones.

Producción de oxígeno en Marte: un requisito fundamental

Para que se materialice una misión humana a Marte, el costo debe ser razonable. Para que los costos sean razonables, es necesario que exista una tecnología e infraestructura para fabricar oxígeno en Marte utilizando materias primas disponibles en Marte.

Sin una forma sólida de fabricar oxígeno en Marte, las misiones humanas a Marte serán muy caras y poco realistas. Sin un plan de producción de oxígeno confiable en Marte, el plan de Elon Musk para proporcionar transporte comercial a Marte correrá el riesgo de fallar.

Perseverance tendrá un instrumento, MOXIE, o Experimento de utilización de recursos in situ de oxígeno de Marte, que utilizará 300 vatios de potencia para producir unos 10 gramos de oxígeno utilizando dióxido de carbono atmosférico.

Si este experimento tiene éxito, MOXIE se puede ampliar por un factor de 100 para proporcionar las dos necesidades más críticas de los humanos: oxígeno para respirar y combustible para cohetes para el viaje de regreso a la Tierra.

Buscando agua subterránea en Marte

Perseverance llevará el Radar Imager para el Experimento del subsuelo de Marte (RIMFAX). RIMFAX proporcionará un mapeo de alta resolución de la estructura del subsuelo en el sitio de aterrizaje. El instrumento también buscará agua subterránea en Marte, lo que, si se encuentra, será de gran ayuda en el caso de una misión humana o la causa de un asentamiento humano en Marte.

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Probando un helicóptero para volar en Marte

El helicóptero de Marte es realmente un pequeño dron. Es un experimento de demostración de tecnología: para probar si el helicóptero puede volar en la escasa atmósfera de Marte.

La baja densidad de la atmósfera marciana hace que las probabilidades de volar un helicóptero o un avión en Marte sean muy bajas. El transporte de larga distancia en Marte tiene que depender de vehículos que dependen de motores de cohetes para el ascenso y descenso motorizados.

Estamos quizás a una década de dos hitos en la exploración de Marte: una misión humana a Marte y una respuesta decisiva a la pregunta de si Marte albergaba, o aún alberga, vida microscópica. Se espera que la perseverancia proporcione información significativa sobre ambas preguntas.

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