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La marquesa y el filósofo que imaginaron la vida extraterrestre en el siglo XVII

Por Montserrat Villar (CSIC)*

Otoño de un año indeterminado a finales del siglo XVII. Un filósofo dado a elucubrar sobre la naturaleza de las cosas visita a su querida amiga, la Marquesa de G., en su casa de campo cerca de París. No imaginen fiestas espléndidas ni bailes fastuosos; tampoco partidas de cartas o jornadas de caza. La marquesa, de espíritu vivaz, está deseosa de comprender qué son la Luna, los planetas y las estrellas. El filósofo la complace gustoso, compartiendo con ella sus vastos conocimientos. Dialogan refugiados en la quietud de cinco noches, una detrás de la otra, pues extravagancias como las suyas solo pueden confiarlas a los astros.

Pintura de la serie 'Señales de otros mundos' (2021), de Antonio Calleja

Pintura de la serie ‘Señales de otros mundos’ (2021), de Antonio Calleja

Esas conversaciones conforman el contenido del ensayo Conversaciones sobre la pluralidad de los mundos del francés Bernard Le Bovier de Fontenelle (1657-1757). Publicado en 1686, se convirtió en una obra de divulgación científica en la que el autor trató de explicar las teorías sobre el cosmos con un lenguaje popular e ideas sencillas inspiradas en la lógica: el heliocentrismo, los movimientos y las fases de la Luna, los eclipses… e incluso la teoría de los vórtices de Descartes. En 1796 se imprimió en España una versión en castellano, en la que se basa este artículo. El traductor, desconocido, añadió correcciones y notas teniendo en cuenta los adelantos que el estudio del universo había experimentado en el siglo trascurrido desde que la obra original viera la luz.

Uno de los temas centrales del libro es la multiplicidad de mundos habitados, como indica su título. El autor argumenta en la línea de dos principios: el de mediocridad, que sostiene que el cosmos es básicamente similar a la Tierra en todas sus partes o, dicho de otra manera, que la Tierra no es especial; y el de plenitud, que sugiere que el universo debería ser lo más rico posible. Dado que la mayor riqueza que la naturaleza puede dar es la vida, el firmamento ha de estar rebosante de ella.

Bernard Le Bovier de Fontanelle y la versión en español de su libro 'Conversaciones sobre la pluralidad de los mundos' (1796)

Bernard Le Bovier de Fontenelle y la versión en español de su libro ‘Conversaciones sobre la pluralidad de los mundos’ (1796), más de un siglo después del original (1686)

Ahora regresemos al jardín donde nuestros dos protagonistas conversan en la intimidad que obsequia la noche para las confidencias. ¿Existe vida en la Luna, el Sol y los planetas? Se preguntan. Aunque la marquesa reconoce “no haber oído hablar jamás de habitantes de la Luna, salvo como una quimera y una locura”, poco a poco los razonamientos del filósofo la convencerán de lo contrario. Su compañero afirma que “los sabios que han observado la Luna con sus anteojos” han hecho una descripción tan detallada que, si alguno “se hallase en ella, andaría sin perderse como nosotros en París”.  Dada la “entera semejanza de la Luna y la Tierra”, no hay por qué descartar la posibilidad de que haya seres en ella.

“¿Pues, qué clase de gentes serían?”, pregunta ella. Han de ser muy diferentes a nosotros, señala. Sobre la base de la gran variedad de rostros, figuras, costumbres, incluso de “principios de razonamiento” que hay en la Tierra, más grande ha de ser la diferencia con los habitantes de la Luna.

Mas, dudando el filósofo de sus asertos previos, se pregunta si podrían hallarse seres en nuestro satélite si la inmutabilidad de sus manchas oscuras nos descubre un mundo sin aire y sin agua. La marquesa, habiendo mudado su opinión para creer con entusiasmo que la Luna está habitada, protesta por esta nueva adversidad. Él, que tampoco quiere dejar desierto aquel globo plateado, explica que quizá un aire tenue lo circunda y allí se formen nubes imperceptibles que no caen en forma de lluvia, sino de rocíos sutilísimos. Siendo el aire tan tenue, no habrá arcoíris ni crepúsculos; ni truenos ni relámpagos. Será tan ardiente el calor en la cara iluminada que vivirán quizá en ciudades subterráneas. “¿Pues no aquí mismo en nuestro mundo, fue la Roma subterránea tan grande como la Roma que hubo sobre la Tierra?”, ilustra. La marquesa queda así satisfecha de que el filósofo haya devuelto sus habitantes a la Luna.

Amplias y ricas fueron las imaginaciones de ambos acerca de nuestro satélite, cuando decidieron que era hora de viajar más lejos. ¿Por qué no poblar todos los planetas? “¿Podemos creer que habiendo la naturaleza hecho la Tierra tan fecunda, sea tan estéril para con los otros planetas?”

Bernard Le Bovier de Fontenelle meditando sobre la proliferación de mundos, 1791./ Jean Baptiste Morret

Fontenelle meditando sobre la proliferación de mundos, 1791./ Jean Baptiste Morret

Tanta luz ilumina a los habitantes de Mercurio, el planeta más cercano al Sol, que nuestros más bellos días les parecerían débiles crepúsculos. “Tan intenso será el calor, que en lo más interior de África se helarían sin remedio alguno”. El clima de Venus, piensa la marquesa, “debe ser muy favorable al romance” y sus habitantes “dados a la galantería, siendo Venus la madre de los amores”. En Marte, Júpiter y Saturno, que están tan lejos del Sol, la luz será tan pálida y blanquecina, con un calor tan débil “que si sus habitantes pudieran trasplantarse a Groenlandia o Laponia, los veríamos sudar a mares y ahogarse de calor”. ¡Cómo se alegra la marquesa de que la Tierra sea un planeta tan templado! Él la tranquiliza: “No hay duda de que la naturaleza no pone nunca vivientes, si no es donde pueden vivir”. Aquellas gentes se habrán adaptado a esos climas terribles y “la ignorancia de otra cosa mejor quizá hace que vivan con placer”.

La marquesa, que ya se siente filósofa, está impaciente por averiguar qué ocurre en las estrellas fijas. Él le explica que son otros tantos soles, centros de otros mundos que tienen que alumbrar. Ella razona que “teniendo nuestro Sol planetas a los que enviar su luz, ¿quién ha de oponerse a que los tenga también cada estrella fija?”

La marquesa de G. y el filósofo deben despedirse. “¡Ya tengo en mi cabeza todo el Sistema del Universo! ¡Soy ya una sabia!”. “Sí, señora, ya podéis pasar por tal: teniendo la ventaja de no creer en nada de lo que he dicho en el mismo instante que se os antoje. Y lo único que os pido en recompensa de mi trabajo es que no veáis nunca el Sol, el cielo y las estrellas sin acordaros de mí”.

Montserrat Villar es investigadora del Centro de Astrobiología (CSIC-INTA).

 

La dicotomía marciana. ¿Por qué Marte tiene dos hemisferios radicalmente distintos?

Por Juan Ángel Vaquerizo (CSIC-INTA)*

Marte tiene dos caras: el hemisferio norte está hundido, es una zona deprimida y muy lisa que presenta pocos impactos de meteoritos, mientras que el hemisferio sur está sobreelevado respecto al norte y está plagado de cráteres. Esta diferencia es lo que se conoce como dicotomía marciana. La disparidad entre hemisferios es una de las singularidades de nuestro vecino que ha despertado más curiosidad y, por ende, ha sido motivo de estudio desde su descubrimiento. Y aún sigue siéndolo, porque no existe consenso sobre el origen de esta característica fundamental del planeta, que refleja la historia geológica del mismo y también la posible presencia de agua en el pasado.

Mapa topográfico de Marte. / NASA/JPL

Mapa topográfico de Marte. / NASA/JPL

Desde los años sesenta del siglo XX, la exploración planetaria ha permitido aumentar el conocimiento sobre la geología y geografía marcianas –la geografía de Marte se conoce con el nombre de areografía, término proveniente de Ares (equivalente griego al dios romano Marte), y consiste en la caracterización y cartografiado de las regiones de Marte-. Gracias a las naves espaciales que han sobrevolado u orbitado el planeta, tenemos en la actualidad un gran conocimiento sobre sus accidentes geográficos y sus características superficiales: volcanes, cañones, antiguos lechos de río, canales de descarga y vastas regiones salpicadas de cráteres. Todos estos elementos permiten establecer los diferentes procesos geológicos que han tenido lugar a lo largo del tiempo, modelando el planeta rojo a escala global: vulcanismo, actividad tectónica, acción del agua líquida y del hielo y, claro está, impactos de meteoritos.

Para poder cartografiar la superficie de Marte, y en consecuencia las elevaciones del planeta, se definió un nivel de elevación cero o datum. Con el agua en mente, el datum marciano se define como la elevación en la que se alcanzan los valores de presión y temperatura del punto triple del agua, es decir, aquellos para los que el agua puede estar simultáneamente en los tres estados: sólido, líquido y gaseoso. Estos valores son una presión atmosférica de 610,5 Pa (6,1173 mb) y una temperatura de 273,16 K (0,01 oC). Para hacerse una idea, la cuenca más profunda de Marte y una de las mayores del Sistema Solar, Hellas Planitia, está muy por debajo del datum marciano y se encuentra a más de 7 kilómetros de profundidad.

Cráteres en Hellas Planitia. / ESA/DLR/FU Berlín

Cráteres en Hellas Planitia. / ESA/DLR/FU Berlín

Pero el descubrimiento de la dicotomía marciana llega con los primeros mapas completos del planeta. Entre 1998 y 1999 el instrumento Mars Orbiter Laser Altimeter (MOLA), un altímetro láser a bordo de la nave Mars Global Surveyor de la NASA, generó el mapa topográfico más preciso jamás realizado. MOLA recolectaba al día en torno a 900.000 medidas de elevación con una sensibilidad tan alta que el rango de error en elevación, de media, era de tan solo 13 metros. Con toda esta información -en total se utilizaron 27 millones de medidas de elevación recopiladas por el instrumento para conformar el mapa global-, se observó que la dicotomía de Marte tiene tres expresiones físicas globales:

Topografía de Marte

La parte norte del planeta es una inmensa depresión respecto a la parte sur. La dicotomía distingue entre las denominadas tierras altas (uplands) del sur y las tierras bajas (lowlands) del norte. Los datos altimétricos muestran que las tierras bajas son entre 3 y 6 km más bajas que las tierras altas del sur. Esta característica del relieve marciano recuerda la diferencia de elevación entre los continentes y los fondos oceánicos de la Tierra.

Densidad de cráteres de impacto

También existe una acusada diferencia en la densidad de cráteres de impacto, mucho menos numerosos en las tierras bajas del norte. En el hemisferio sur aparecen regiones plagadas de grandes cráteres y caracterizadas por superficies abruptas. En contraste, las lowlands situadas al norte presentan pocos cráteres grandes, su suelo es muy llano y muestran otros tipos de elementos que indican que han ocurrido extensos procesos de renovación de su superficie, como coladas de lava y grandes inundaciones.

Grosor de la corteza

Existe además una gran diferencia en el grosor de la corteza entre los dos hemisferios, mayor en las tierras altas del sur que en las tierras bajas del norte. Las uplands del sur tienen un grosor máximo aproximado de 58 km, mientras que las lowlands del norte apenas alcanzan los 32 km de grosor.

Estas tres manifestaciones físicas de la dicotomía no coinciden exactamente, de modo que no es posible trazar una frontera exacta de separación ni asegurar que todas ellas se deban a una misma causa. No obstante, se considera que el origen de la dicotomía es único y que produjo como resultado los tres aspectos observados. Asimismo, hay bastante acuerdo en que la dicotomía de Marte parece ser extremadamente antigua, que se originó en una etapa muy temprana del planeta, al comienzo de la evolución geológica de Marte, cuando la corteza estaba recién formada o terminando de formarse.

Mapas topográficos de relieve sombreado de muy alta resolución producidos por el equipo científico de MOLA. / NASA/MOLA

Mapas topográficos de relieve sombreado de muy alta resolución producidos por el equipo científico de MOLA. / NASA/MOLA

En la actualidad hay dos posibles hipótesis sobre el origen de la dicotomía: una endógena y otra exógena. La endógena establece que la dicotomía es el resultado de procesos convectivos asimétricos en el manto de Marte que produjeron el adelgazamiento de la corteza en la parte norte del planeta y un engrosamiento en el sur. La otra explicación, la exógena, parece contar con un mayor consenso y establece que la dicotomía es el resultado de un impacto gigantesco. Un impacto en Marte de un objeto de entre 1.600 y 2.700 km de tamaño -como los que existían en el Sistema Solar en la época estimada- habría sido capaz de crear una cuenca de impacto tan grande como Vastitas Borealis, nombre con el que se conoce a la inmensa llanura del hemisferio norte. El tamaño de esta zona, de 10.600 km de longitud y 8.500 km de anchura (Asia, Europa y Australia juntas), y su forma elíptica hacen plausible que sea el resultado de un gran impacto. Pero, por ahora, ese gran impacto es solo una hipótesis.

 

 

* Juan Ángel Vaquerizo es el responsable de la Unidad de Cultura Científica del Centro de Astrobiología (CSIC-INTA) y autor del libro Marte y el enigma de la vida (CSIC-Catarata) de la colección ¿Qué sabemos de?

¿Cómo se mide el tiempo en Marte?

Por Juan Ángel Vaquerizo (CSIC-INTA)*

La respuesta, a priori, es sencilla: en Marte, el tiempo se mide utilizando el Sol. El segundo planeta más pequeño del Sistema Solar y cuarto en cercanía al Sol gira en torno a su eje con un periodo de 24,6 horas, lo que supone que el día solar marciano es aproximadamente un 3% más largo que el día solar terrestre. En concreto, un día en Marte tiene una duración de 24 horas, 39 minutos y 32,55 segundos, lo que se denomina sol.

Amanecer en Marte. / NASA/JPL-Caltech/Doug Ellison/PIA 14293

Amanecer en Marte. / NASA/JPL-Caltech/Doug Ellison/PIA 14293

En la superficie de Marte se utiliza la hora solar local para la medida del tiempo de las misiones que han aterrizado allí. Cada misión tiene su propio tiempo solar local, que estará determinado por su ubicación en el planeta. A pesar de que Marte dispone de un meridiano cero para referir las longitudes geográficas, no tiene zonas horarias definidas a partir de ese meridiano como ocurre en la Tierra. Por tanto, la separación en longitud geográfica de las misiones entre sí determinará la diferencia horaria entre las mismas.

Para determinar el calendario marciano hubo más controversia. Sin embargo, para el día a día de las misiones que han aterrizado en Marte, se ha optado por un criterio más simple: contar los días (soles) en Marte a partir del momento del aterrizaje, que pasa a denominarse sol 0. Por ejemplo, la misión InSight de la NASA (que, por cierto, contiene un instrumento español desarrollado en el Centro de Astrobiología (CSIC-INTA): los sensores mediambientales TWINS) ha sido la última en aterrizar sobre la superficie marciana. Lo hizo el 26 de noviembre de 2018, lo que supone que la nave pasa en Marte hoy su sol 784.

InSight en la superficie marciana. / NASA/JPL-Caltech

InSight en la superficie marciana. / NASA/JPL-Caltech

Las estaciones en el planeta rojo

Del mismo modo que un sol en Marte dura más que un día en la Tierra, la duración del año marciano es también mayor que el terrestre, pues al estar más alejado, describe su órbita alrededor del Sol más lentamente que la Tierra. Un año marciano tiene 668,6 soles, lo que equivale a 687 días terrestres. Esta mayor duración del año hace que las estaciones en Marte sean más largas que las terrestres.

Entonces, ¿hay también estaciones en Marte? Pues sí, en Marte se producen estaciones a lo largo del año debido a que el eje de rotación de Marte también está inclinado respecto al plano de la eclíptica (el plano imaginario en el que los planetas del Sistema Solar giran alrededor del Sol). Esta inclinación del eje, conocida como oblicuidad, es de 25,2° en Marte, un poco mayor que los 23,4393° de la Tierra. Además, la órbita de Marte es más excéntrica que la terrestre.

La órbita más elíptica de Marte provoca que sus estaciones tengan duraciones muy diferentes entre sí, de manera que las primaveras marcianas en el hemisferio norte y los otoños en el hemisferio sur duran 194 soles, siendo así las estaciones más largas. Las estaciones más cortas en Marte son los otoños en el hemisferio norte y las primaveras en el sur, con una duración de solo 142 soles. Los inviernos en el hemisferio norte y los veranos en el sur duran 154 soles; y, finalmente, los veranos en el hemisferio norte y los inviernos en el sur duran 178 soles.

A vueltas con el calendario marciano

Pero, ¿qué ocurre con el calendario marciano? En la Tierra los meses vienen determinados por el ciclo lunar, pero Marte tiene dos lunas, los dos satélites naturales llamados Fobos y Deimos. Como curiosidad, las lunas del planeta vecino reciben sus nombres de la mitología griega: Fobos significa ‘miedo’ y Deimos ‘terror’, y son los nombres de los caballos que tiraban del carro de Ares, el dios griego de la guerra, equivalente al dios romano Marte.

Captura de parte de la órbita que realiza Fobos alrededor de Marte. / NASA, ESA y Z. Levay (STScl)

Captura de parte de la órbita que realiza Fobos alrededor de Marte. / NASA, ESA y Z. Levay (STScl)

Los periodos de Fobos y Deimos son muy cortos, por lo que utilizar el mismo sistema que en la Tierra resulta inútil. Por ello, se eligió dividir el año en segmentos más o menos similares, más largos que nuestros meses, que cubrieran todo el periodo orbital. Los astrónomos Percival Lowell, Andrew E. Douglass y William H. Pickering, Robert G. Aitken y sir Patrick Moore diseñaron calendarios marcianos con mayor o menor suerte, pero no fue hasta 1986 cuando el ingeniero norteamericano Thomas Gangale publicó el calendario dariano, llamado así en honor a su hijo Darius.

En el calendario dariano, el año marciano se divide en 24 meses para acomodarlo manteniendo la noción de un “mes” razonablemente similar a la duración de un mes de la Tierra. El año cero del calendario se situó inicialmente en 1975, año del primer aterrizaje con éxito en la superficie de Marte de una nave estadounidense, con las misiones Viking. Más tarde, se definió como nuevo año cero para el calendario el año 1609, como doble homenaje a la publicación de las leyes de Kepler y la primera observación con un telescopio realizada por Galileo.

MY (martian year) y Ls (longitud planetocéntrica)

La Planetary Society decidió finalmente no emplear un calendario como tal, sino utilizar la longitud planetocéntrica del Sol, conocida como Ls (ángulo que indica la posición de Marte en su órbita alrededor del Sol), para medir la época del año en Marte y que funcionaría a modo de fecha marciana. Así, el valor Ls = 0° corresponde al paso de Marte por el punto vernal, es decir, el equinoccio de primavera en el hemisferio norte marciano; el valor 90° corresponde al solsticio de verano boreal; 180° al equinoccio de otoño boreal y 270° al solsticio de invierno boreal.

En este calendario, el año marciano 1 o MY1 (por sus siglas en inglés) comenzó oficialmente el día 11 de abril de 1955 a las 00:00 h UTC y terminó el 26 de febrero de 1957 a las 00:00 h UTC. El motivo de elegir esta fecha fue hacer coincidir el comienzo del calendario con la tormenta global de polvo que se observó en Marte en 1956. El comienzo de la estación de tormentas de polvo en Marte se produce justo después del paso por el perihelio, el punto de la órbita más cercana al Sol y donde más rápido se desplaza, sobre Ls = 260°.

Posteriormente, el calendario se extendió y se determinó el año marciano 0, MY0, que comenzó el día 24 de mayo de 1953 a las 00:00 h UTC. Cualquier año anterior llevaría delante el signo menos. Por tanto, MY-1 comenzó el 7 de julio de 1951, el MY-2 el 19 de agosto de 1949, y así sucesivamente. Como curiosidad, la primera observación conocida de Marte con un telescopio, realizada por Galileo a finales del año 1610, correspondería al MY-183.

El róver Curiosity en Marte. / NASA/JPL-Caltech/MSSS

El róver Curiosity en Marte. / NASA/JPL-Caltech/MSSS

Así pues, con este criterio de designación de fechas, el róver Curiosity (que lleva a bordo el otro instrumento español en Marte: REMS, la estación medioambiental también del Centro de Astrobiología) aterrizó en Marte el MY31 Ls150, es decir, el 6 de agosto de 2012. Y por su parte, InSight el MY35 Ls112.

Sea cual fuere el modo de medir el tiempo en Marte, dado que la idea de enviar seres humanos a explorar Marte es ya un proyecto consolidado, no estaría de más ir buscando un criterio unificado. No vaya a ser que el primer ser humano que ponga el pie en Marte no sepa cómo poner su reloj en hora.

 

* Juan Ángel Vaquerizo es el responsable de la Unidad de Cultura Científica del Centro de Astrobiología (CSIC-INTA) y autor del libro ‘Marte y el enigma de la vida’ (CSIC-Catarata) de la colección ¿Qué sabemos de?

Ni estrellas ni planetas, ¿qué son las enanas marrones?

Por Mar Gulis (CSIC)

En los sesenta, nadie las había observado, pero Shiv S. Kumar predijo su existencia y las llamó enanas negras. En 1975, la astrofísica Jill Tarter las denominó enanas marrones, su nombre definitivo, dado que el término de Kumar también podía referirse a otros objetos estelares. Tarter no iba desencaminada al intuirlas marrones, sin embargo, estos cuerpos celestes suelen tener en realidad un color parecido al magenta o morado. Pero, más allá de su color, ¿sabes qué es una enana marrón?

Las enanas marrones son objetos subestelares que se encuentran a caballo entre las estrellas y los planetas. Un cuerpo celeste con composición similar a la solar y con masa mayor que 75 veces la masa de Júpiter sería una estrella, mientras que uno por debajo de esta masa (entre 65-75 masas) sería una enana marrón. No obstante, hay que tener en cuenta otros factores para determinar ante qué objeto nos encontramos. Una de las principales peculiaridades de la enana marrón es que en su núcleo no se llega a alcanzar, de manera estable, la temperatura de fusión necesaria para la quema de hidrógeno, como ocurre en una estrella, y en su lugar se quema deuterio.

Ilustración de una enana marrón. / NASA/JPL-Caltech

Ilustración de una enana marrón. / NASA/JPL-Caltech

Las características espectrales de las enanas marrones, como el pico de emisión centrado en longitudes de onda larga, la luminosidad o las temperaturas superficiales más bajas que las de una estrella, les otorgan precisamente ese color magenta o morado. En la clasificación espectral, las estrellas más calientes y luminosas tienen un color azul y a medida que se van enfriando, pasan al amarillo, al anaranjado y, por último, al rojizo. Después encontramos a las enanas marrones, que van del color rojizo al morado.

Primera enana marrón, primer exoplaneta

Teide 1 fue la primera enana marrón confirmada, gracias a un equipo español del Instituto de Astrofísica de Canarias, en 1995, el mismo año del descubrimiento del primer exoplaneta: 51 Pegasi b. ¿Coincidencia? La autora del libro Enanas marrones (Editorial CSIC – Los Libros de la Catarata), María Cruz Gálvez Ortiz, antes investigadora del Centro de Astrobiología (CSIC-INTA), explica las evidencias sobre las conexiones que existen entre ellas y los exoplanetas (planetas que se encuentran fuera del sistema solar), más allá de que coincidan en el momento del hallazgo.

Las enanas marrones también limitan en el rango de masa y temperatura con los planetas, e incluso presentan atmósferas similares. De hecho, algunos de los métodos empleados para descubrir enanas marrones han permitido dar con planetas extrasolares. En ambos casos, a pesar de la mejora y afinamiento de los instrumentos y técnicas de investigación en astrofísica, las teorías sobre su formación, el cálculo de sus edades y la naturaleza de sus atmósferas se encuentran todavía en desarrollo.

En cuanto a las enanas marrones, a pesar de que se conoce relativamente poco sobre ellas, en las últimas dos décadas se han identificado cerca de 2.000 (cifra que va en aumento). Respecto a los exoplanetas, son ya más de 3.000 confirmados (otra cifra que sigue creciendo), de los cuales alrededor de 20 son de tipo terrestre y se encuentran en una zona de habitabilidad. Como señala Gálvez Ortiz, desde que comenzó la búsqueda de planetas extrasolares, “uno de los objetivos principales ha sido encontrar un planeta similar a la Tierra en tamaño y composición y en condiciones similares, de tal manera que pudiera albergar vida”.

Los estudios están profundizando también en el hallazgo de planetas alrededor de enanas marrones y, por el momento, se han detectado casi una decena de objetos de masa planetaria orbitando estos cuerpos subestelares. La búsqueda sigue…

 

* Puedes leer más en el libro Enanas marrones (Editorial CSIC – Los Libros de la Catarata), de la colección ¿Qué sabemos de?

La misión InSight, con un instrumento español a bordo, llega a Marte este lunes

Por Juan Ángel Vaquerizo (CSIC-INTA)*

Después de un vertiginoso viaje de apenas seis meses y medio, el próximo lunes 26 de noviembre se producirá la llegada a Marte de la misión InSight de la NASA. En España estamos de enhorabuena porque a bordo de esta nave viaja el instrumento TWINS, un conjunto de sensores medioambientales desarrollado por el Centro de Astrobiología (CSIC-INTA).

InSight en Marte

Interpretación artística de la misión InSight con todos sus instrumentos desplegados en la superficie de Marte. Bajo el módulo principal a la izquierda, el insturmento SEIS; a la derecha, HP3. TWINS son las dos pequeñas estructuras que sobresalen en forma de L invertida a cada lado de la plataforma superior. /NASA-JPL Caltech

InSight (Interior exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport; Exploración interior mediante investigaciones sísmicas, geodesia y transporte de calor) será la novena misión de la NASA que aterrice en la superficie del planeta rojo. Está basada en el diseño de la nave y el módulo de aterrizaje de la misión Phoenix, que llegó con éxito a Marte en 2008.

En esta ocasión, se trata de un explorador que estudiará a lo largo de un año marciano (dos años terrestres) la estructura y los procesos geofísicos interiores de Marte, lo que ayudará a entender cómo se formaron los planetas rocosos del Sistema Solar (Mercurio, Venus, la Tierra y Marte) hace más de 4.000 millones de años. El lugar elegido para el aterrizaje es una extensión lisa y plana del hemisferio norte marciano y cercana al ecuador denominada Elysium Planitia; un lugar relativamente seguro para aterrizar y suficientemente brillante para alimentar los paneles solares que proveen de energía a la misión.

Marte es el candidato ideal para este estudio. Es lo bastante grande como para haber sufrido la mayor parte de los procesos iniciales que dieron forma a los planetas rocosos, pero es también lo suficientemente pequeño como para haber conservado las huellas de esos procesos geofísicos hasta la actualidad; al contrario que la Tierra, que las ha perdido debido a la tectónica de placas y los movimientos de fluidos en el manto. Esas huellas están presentes en el grosor de la corteza y la estratificación global, el tamaño y la densidad del núcleo, así como en la estratificación y densidad del manto. El ritmo al que el calor escapa de su interior proporciona, además, una valiosa información sobre la energía que controla los procesos geológicos.

Formación de un planeta rocoso

A medida que se forma un planeta rocoso, el material que lo compone se une en un proceso conocido como ‘acreción’. Su tamaño y temperatura aumentan y se incrementa la presión en su núcleo. La energía de este proceso inicial hace que los elementos del planeta se calienten y se fundan. Al fundirse, se forman capas y se separan. Los elementos más pesados se hunden en la parte inferior, los más ligeros flotan en la parte superior. Este material luego se separa en capas a medida que se enfría, lo que se conoce como ‘diferenciación’. Un planeta completamente formado emerge lentamente, con una corteza como capa superior, el manto en el medio y un núcleo de hierro sólido. /NASA-JPL Caltech

Un instrumento español a bordo

La instrumentación científica de la misión está compuesta por cuatro instrumentos. El primero es el SEIS (Experimento sísmico para la estructura interior), un sismógrafo de la Agencia Espacial Francesa que registrará las ondas sísmicas que viajan a través de la estructura interior del planeta. Su estudio permitirá averiguar la causa que las ha originado, probablemente un terremoto marciano o el impacto de un meteorito.

El segundo es el HP3 (Conjunto de sensores para el estudio del flujo de calor y propiedades físicas), una sonda-taladro de la Agencia Espacial Alemana que perforará hasta los cinco metros de profundidad e irá midiendo, a diferentes niveles, la cantidad de calor que fluye desde el interior del planeta. Sus observaciones arrojarán luz sobre si la Tierra y Marte están hechos de la misma materia.

Además, está el instrumento RISE (Experimento para el estudio de la rotación y la estructura interior) del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, que proporcionará información sobre el núcleo tomando medidas del bamboleo del eje rotación del planeta.

Y, por último, lleva a bordo el instrumento TWINS (Sensores de viento y temperatura para la misión InSight) proporcionado por el Centro de Astrobiología, adscrito al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA). TWINS cuenta con dos sensores para caracterizar la dirección y velocidad del viento y dos sensores de temperatura del aire capaces de obtener una medida por segundo de ambas variables.

Montaje InSight

Montaje y prueba de los equipos en Denver. /NASA-JPL Caltech-Lockheed Martin

Las tareas que debe desempeñar TWINS son muy importantes para los objetivos de InSight. Durante la fase inicial de la misión, los primeros 40-60 soles (días marcianos), TWINS caracterizará el entorno térmico y los patrones de viento de la zona de aterrizaje para que el equipo científico a cargo de SEIS y HP3 pueda establecer las mejores condiciones para realizar el despliegue de los instrumentos en la superficie marciana.

Una vez desplegados los instrumentos principales en la superficie, TWINS se encargará de monitorizar los vientos, con el objetivo de descartar falsos positivos en los eventos sísmicos detectados por el instrumento SEIS.

Por último, los datos medioambientales obtenidos por TWINS se compararán y correlacionarán con los datos ambientales registrados por REMS, la otra estación medioambiental española en Marte, a bordo del rover Curiosity de la NASA en el cráter Gale. Esto contribuirá a caracterizar en mayor detalle los procesos atmosféricos en Marte y mejorar los modelos ambientales existentes a diferentes escalas: procesos eólicos, mareas atmosféricas diurnas, variaciones estacionales, circulación en la meso-escala, vientos catabáticos/anabáticos y remolinos (dust devils).

En este enlace de NASA TV se podrá seguir en directo el aterrizaje, a partir de las 20:00 horas del lunes 26 de noviembre de 2018.

 

* Juan Ángel Vaquerizo es el responsable de la Unidad de Cultura Científica del Centro de Astrobiología (CSIC-INTA). 

La primera misión tripulada a Marte se prepara en Río Tinto

cristina delgado blogPor Cristina Delgado González (CAB)*

Quizá sea The Martian, la película de Ridley Scott, la que ha puesto más en boga, si cabía, el planeta rojo. Pero nadie negará que Marte se escucha en todas partes. Sea como fuere, una futura misión tripulada al planeta vecino está dejando de ser un proyecto ficticio, y Río Tinto, en Huelva, vuelve a ser un análogo marciano donde hacer ensayos para preparar dicha misión.

El proyecto europeo MOONWALK tiene como principal objetivo desarrollar y mejorar las técnicas para que un humano y un robot realicen actividades extravehiculares (EVA) en cooperación. Para ello, se desarrollarán dos campañas: una en Río Tinto y otra bajo el mar en la costa de Marsella, que simula las condiciones de baja gravedad de la superficie lunar. La primera de estas campañas se llevará a cabo durante las dos últimas semanas de abril, en lo que el responsable del Centro de Astrobiología (CAB-CSIC) en MOONWALK, Víctor Parro, considera “la gran maqueta de Marte”.

Paisaje análogo a Marte en Río Tinto, Huelva./Luis Cuesta

Paisaje análogo a Marte en Río Tinto, Huelva / Luis Cuesta

La zona de Río Tinto cuenta con túneles abandonados de la minería similares a los tubos de lava que hay en Marte, lugares donde la hipotética vida marciana estaría protegida de los daños que supone la superficie, como la radiación. Pero explorar este tipo de terrenos puede resultar difícil para un astronauta, que a diferencia de lo que se muestra en la película protagonizada por Matt Damon, lleva un traje muy pesado. Esto implica una serie de limitaciones a la hora de, por ejemplo, subir una cuesta. Sin embargo, un robot pequeño como el que se ha diseñando para MOONWALK sí podría realizar este movimiento. Según el equipo del CAB que trabaja en este proyecto internacional, ésta es una buena oportunidad para consolidar Río Tinto como un lugar de referencia para simulaciones con astronautas y/o robots en el continente europeo.

No solo el paisaje de este enclave onubense es muy marciano: su suelo es también rico en sulfatos y minerales de hierro y azufre. Por ello se aprovechará la campaña para probar otra instrumentación, como el RLS (Raman Laser Spectrometer) que irá en el rover (el vehículo motorizado que se desplaza por la superficie del planeta) de la misión ExoMars 2018 de la ESA, o el instrumento para la detección e identificación de microorganismos y compuestos bioquímicos SOLID (Signs Of LIfe Detector).

Estas campañas ponen a prueba los avances en instrumentación y ciencia. En el caso concreto de MOONWALK, ayudan a identificar los factores que afectan a la comunicación entre astronauta y robot y a optimizar su relación. De esta forma, una misión tripulada a Marte podría traspasar las salas de cine, y Río Tinto es parada obligatoria en ese camino.

*Cristina Delgado González pertenece a la Unidad de Cultura Científica del Centro de Astrobiología (CSIC-INTA).