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Marte
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Sondas de EE. UU. (década 2010)
Visualización de datos de MAVEN que muestra la extración, por el viento solar, de iones de la atmósfera superior de Marte hacia el espacio (NASA GSFC / CU Boulder LASP / Universidad de Iowa)
En esta década en la que aumentó el número de países diferentes al dúo históricamente predominante, los Estados Unidos continuaron su estudio de Marte lanzando el 18 de noviembre de 2013 la misión MAVEN, siglas en inglés de Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN («atmósfera de marte y evolución volátil»; la palabra maven significa, además, «experto»).
MAVEN se insertó en septiembre de 2014 en una órbita elíptica. Su objetivo: estudiar la atmósfera superior del planeta, la ionosfera y las interacciones con el Sol y el viento solar.
La exploración de la pérdida de compuestos volátiles, como CO2, N2 y H2O, ayuda a comprender el papel desempeñado por la pérdida de gas atmosférico hacia el espacio en el cambio climático marciano a lo largo del tiempo. Midiendo la tasa actual de escape al espacio, y con la obtención de otros datos, se puede investigar qué cantidad de atmósfera se ha perdido con el tiempo haciendo una extrapolación. Se puede ver una recreación artística de esta evolución, basada en los datos de MAVEN, en la pestaña «A fondo» del menú superior.
La misión sigue activa y parece que podrá durar, al menos hasta 2030, si no surgen contratiempos. De momento en abril de 2022 la NASA la ha ampliado por 3 años más.
Una semana después, Estados Unidos lanzó la Mars Science Laboratory (MSL), mundialmente conocida como Curiosity, que es el nombre del róver que transportaba. La nave abandonaba la Tierra a las 16:02 (hora peninsular) del 26 de noviembre de 2011, aterrizando exitósamente en Marte a las 02:12 del 7 de agosto de 2012 (hora y fecha peninsulares), en el cráter Gale.
Debido al gran tamaño del róver se desestimaron las bolsas de aire empleadas en Spirit y Opportunity; con esa técnica hubiese rebotado mucho, alejándole del lugar ideal escogido. Además el uso de un aterrizador con patas hubiese dificultado el descenso del vehículo, e incluso podrían haber quedado a distintas alturas por oquedades o rocas del terreno. Y, por si fuese poco, las rampas eran demasiado grandes para la nave. Por ello se empleó un nuevo sistema bautizado como Sky Crane («grúa aérea»).
La técnica tenía cuantro etapas:
- Entrada guiada: la nave espacial fue controlada por pequeños cohetes durante el descenso a través de la atmósfera marciana, hacia la superficie.
- Descenso en paracaídas: Al igual que Viking, Pathfinder y Mars Exploration Rovers, el Mars Science Laboratory fue frenado por un gran paracaídas.
- Descenso motorizado: de nuevo los cohetes controlaron el descenso de la nave espacial, hasta que el róver se separó de su sistema de entrega final, la grúa aérea.
- Sky Crane: la grúa aérea bajó el róver, con las ruedas hacia abajo, hasta dejarlo suávemente sobre la superficie de Marte.
Curiosity estaba preparado para comenzar su misión sin necesidad de montajes ni extracción de contenedor-aterrizador alguno.
El objetivo de este vehículo era dar respuesta a la pregunta de si tuvo alguna vez Marte las condiciones ambientales adecuadas para albergar vida (microbios). Es un róver de gran tamaño (3 metros de largo, 2,7 de ancho y 2,2 de alto) y peso (unos 900 kg), con un largo brazo (más de 2 metros) para acercarherramientas a las rocas a estudiar. Tiene varias herramientas, entre las que se encuentran 17 cámaras, un láser para vaporizar y estudiar pequeños puntos de rocas a distancia y un taladro para recolectar muestras de rocas en polvo. Cada uno de los 31 botes que pueden contener muestras será del tamaño de un boligrafo. Su búsqueda ese centra en rocas que se formaron en el agua y/o tienen signos de materia orgánica. Esta misión sigue en curso en la actualidad.
Como sucedió con los róveres Spirit y Opportunity, el nombre de este fue sellecionado por un concurso de redacción que ganó la estudiante de 12 años Clara Ma, en Kansas (EE. UU). Su texto rezaba así: «La curiosidad es una llama eterna que arde en la mente de todos. Me hace levantarme de la cama por la mañana y me pregunto qué sorpresas me arrojará la vida ese día. La curiosidad es una fuerza tan poderosa. Sin ella no seríamos quienes somos hoy. La curiosidad es la pasión que nos impulsa a través de nuestra vida cotidiana. Nos hemos convertido en exploradores y científicos por nuestra necesidad de hacer preguntas y preguntarnos».
A finales de abril de 2022, el róver Curiosity de la misión Mars Science Laboratory llevaba recorridos más de 27 km en la superficie de Marte, explorando la historia de la habitabilidad en el cráter Gale. La misión en ese punto se ha extendido por cuarta vez (3 años). MSL escalará a regiones más elevadas para seguir explorando las capas críticas que contienen sulfato, las cuales ofrecen información única sobre la historia del agua en Marte.
Sección (aceletada 2×) del vídeo completo que muestra una animación de los eventos claves de la misión Mars Science Laboratory - Curiosity Rover, con audio (NASA/JPL).
Último minuto y medio de un vídeo completo en el que se muestran la mayoría de los cuadros de alta resolución adquiridos por el Mars Descent Imager, entre el desprendimiento del escudo térmico y el aterrizaje. La película completa abarca los últimos 2,5 minutos previos al aterrizaje. El sonido es el grabado desde el control de la misión (NASA / JPL-Caltech /MSSS).
En mayo de 2018 la NASA lanzó, también con un Atlas V, la misión InSight, abreviatura de Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport («exploración interior utilizando investigaciones sísmicas, geodesia y transporte de calor»). El término inglés insight se traduce al español como «conocimiento».
Animación (acelerada 2×) de la misión InSight. Se inicia con el aterrizaje y continúa con el despliegue de sus paneles solares. La sonda posteriormente instala su sismómetro, que cubre con un escudo protector de viento y temperatura, e implementa el HP, cuya sonda de flujo de calor preparada para penetrar en el suelo unos 4,6 metros (NASA / JPL-Caltech).
El 26 de noviembre de 2018 se confirmó el amartizaje de InSight (cuyo término en sí mismo se puede traducir del inglés como «visión», «conocimineto», «percepción», ...), iniciando su actividad como estación robótica fija. Era el primer explorador robótico del espacio exterior dedicado al estudio en profundidad del interior de Marte: su corteza, manto y núcleo. Sus dos objetivos principales son: comprender la formación y evolución en Marte y determinar el nivel de actividad tectónica en el planeta.
El lugar elegido para el aterrizaje fue Elysium Planitia. Se eligió porque estba cerca del ecuador, lo cual le brindaría energía solar durante todo el año, y porque estaba a un nivel bajo, lo que ofrecía mayor atmósfera para un aterrizaje con suficiente desaceleración. Además era un sitio plano y con pocas rocas, y con un suvbsuelo fácilmente penetrable (en esta misión no importaba la superficie, sino el interior).
Sin ambargo, el tipo de suelo donde se ubicó InSight no resultó ser como se esperaba y la sonda de calor no alcanzó la profundidad prevista, que estaba entre 3 y 5 metros. Tras ayudar con el brazo mecánico de InSight, se logró perforar unos centímetos quedando la parte superior del topo (como se conoce a la sonda de calor) unos 2 o 3 cms bajo la superficie (el topo mide 40 cm). Aunque esta es, posiblemente, la mayor decepción de la misión, se han podido obtener algunos datos significativos.
Los dos principales instrumentos de InSight son:
- SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure,—«experimento sísmico para estructura interior»—), que es el sismómetro que mide las vibraciones causadas por la actividad interna de Marte para revelar las propiedades de la corteza, el manto y el núcleo.
- HP³ (Heat flow and Physical Properties Package —paquete de propiedades físicas y flujo de calor—, en el que el «3» en voladita hace referencia a las tres pes del acrónimo), que mide la temperatura para cuantificar cuánto calor llega desde el interior del planeta.
Otros instrumentos complementarios son:
- RISE (Rotation and Interior Structure Experiment —«experimento de rotación y estructura interior»—), un instrumento que refleja las señales enviadas desde la Tierra, gracias a lo que se puede medir la oscilación del polo norte marciano causada por el Sol, proporcionando pistas sobre el tamaño y la composición del núcleo metálico de Marte.
- TWINS (Temperature and Winds for InSight, —«temperatura y vientos para InSight»—), desarrollado por desarrollado por España (INTA-CSIC) para controlar el clima en el lugar de aterrizaje.
- LaRRI (Laser RetroReflector for InSight, «láser retroreflector para InSight»), con el fin de obtener la detección pasiva por láser en órbita, incluso después de la retirada del módulo de aterrizaje.
- IDA (Instrument Deployment Arm, —«brazo de despliegue de instrumentos»—), un brazo robótico que usado para desplegar los instrumentos SEIS y HP3 en la superficie de Marte.
- IDC (Instrument Deployment Camera, —«cámara del despliegue de insrtimentos»—), una cámara a color para obtener imágenes de los instrumentos en la plataforma, además de proporcionar vistas estereoscópicas del terreno.
- ICC (Instrument Context Camera, —«cámara del contexto instrumental»—), otra cámara a color, en este caso está montada debajo de la plataforma del módulo de aterrizaje y tiene un campo de visión panorámico gran angular de 120°.
La misión registró su primer seísmo (marsquake. como los apodan en la NASA) en abril de 2019, detectando desde entonces temblores de no mucha magnitud (escala entre 3 y 4) pero bastante reiterados. Sin embargo sorprende que con tanta frecuencia de movimientos sísmicos no se produjese ninguno mayor de la magnitud 4. Esto fue así hasta finales de agosto de 2021, en que la sonda detectó dos seísmos de magnitudes 4,1 y 4,2.
El módulo de aterrizaje eliminó suficiente polvo de un panel solar para mantener su sismómetro encendido durante el verano, lo que permitió a los científicos detectar estos dos «martemotos» y uno posterior (de magnitud 4,2), en septiembre de 2021, los tres terremotos más grandes hasta mayo de 2022, en que InSight registró el que, por el momento, es el mayor seísmo observado en Marte y en cualquier otro planeta.
Este gran terremoto que los científico esperaban (le llamaban the big one, «el grande») se produjo el 4 de mayo (día 1.222 marciano) y alcanzó una magnitud 5, lo cual es un grado medio en la Tierra, que tiene placas tectónicas, pero es muy elevado para Marte, que carece de ellas. Este seísmo de grado 5 brindará mucha información la composición, estructura y evolución de Marte.
Gracias a los datos transmitidos por la sonda InSight de las ondas sísmicas, se ha podido determinar el tamaño, y composición, de núcleo, manto y corteza. Según palabras de la directora de la División de Ciencias Planetarias de la NASA, Lori Glaze, «podemos aplicar lo que hemos aprendido sobre la estructura interna de Marte a la Tierra, la Luna, Venus e incluso a los planetas rocosos de otros sistemas solares».
A finales de abril de 2022 la NASA prolongói la misión hasta finales de 2022. La misión extendida continuó con el monitoreo sísmico y meteorológico, Sin embargo, la acumulación de polvo en sus paneles hizo imposible la continuidad operativa.
Debido a la escasa potencia, el equipo puso el brazo robótico en posición de reposo (llamada «postura de retirov») por última vez a finales de mayo de 2022. El objetivo del brazo era desplegar el sismómetro y la sonda de calor del módulo de aterrizaje, pero finalmente ha sido muy útil para enterrar la sonda de calor (que, como vimos más arriba, no lograba penetrar) y para eliminar el polvo de los paneles solares.
La NASA había decidido previamente dar la misión por terminada si el módulo de aterrizaje fallaba en dos intentos consecutivos de comunicación. La última vez que InSight se comunicó con la Tierra fue el 15 de diciembre. Tres días después se intentó sin éxito un nuevo contacto con la nave, por lo que los ingenieros determinaron el llamado estado de «bus muerto» (descarga total de la energía de las baterías). Finalmente la agencia estadounidense declaró oficialmente el final de la misión InSight el 21 de diciembre de 2022.
El sismómetro, último instrumento activo de la nave, detectó durante su vida útil 1.319 marsquakes, incluidos los causados por impactos de meteoritos. Entre estos últimos destaca el impresionante impacto registrado el 24 de diciembre de 2021 causado por un meteorito, uno de los más grandes vistos en Marte desde que la NASA comenzó a explorar el cosmos. El choque excavó trozos de hielo del tamaño de una roca enterrados más cerca del ecuador que los conocidos hasta el momento, descubrimiento relevante para los planes futuros de la NASA en el envío de astronautas al planeta vecino.
Según se recoge en la la web de la NASA, la cámara HiRISE del Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) de la NASA detectó en la región llamada Amazonis Planitia el enorme cráter, de 150 m de ancho y 21 de profundidad. El meteorito era relativamente pequeño )de 5 a 12 m, pero suficiente para atravesar casi intacto la delgada atmósfera de Marte. Parte de la eyección arrojada por el impacto se elvó hasta 37 km.
Durante sus cuatro años de actividad sobre el planeta rojo (el doble de la vida útil prevista), InSight ha recopilado los datos meteorológicos más completos de cualquier misión de superficie enviada a Marte, recopilando datos de presión, temperatura del aire, velocidad y dirección del viento y opacidad atmosférica1.
El cohete que lanzó InSight envió también un experimento tecnológico separado de la NASA: dos mininaves espaciales llamadas Mars Cube One, o MarCO. Estos «cubesats», del tamaño de un maletín, viajaron a Marte independientemente de InSight, tras él. Su función era facilitar la transmisión de datos de InSight, lo cual lograron, por lo que el uso de este tipo de elementos quedó aceptado para futuras misiones.
El contacto con las naves espaciales gemelas Mars Cube One (llamadas colectivamente MarCO) se perdió a principios de enero de 2019 al alejarse del Sol, que se alimentan por energía solar. El 2 de febrero, al no poder detectar ninguna señal de los cubesat, el equipo declaró finalizada la misión.
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1 La opacidad atmosférica es una medida de la cantidad de luz solar bloqueada por el polvo en la atmósfera antes de que llegue al suelo. Su unidad es el tau (τ).