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¿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?

Lecturas científicas para días de manta y sofá

Por Mar Gulis (CSIC)

Estas navidades van a ser diferentes. Quizá no podamos hacer todos los planes que nos gustaría, pero a cambio tendremos más tiempo para estar en casa y dedicarnos, por ejemplo, a leer. Desde Ciencia para llevar te proponemos algunos de los últimos títulos de la colección de divulgación ‘¿Qué sabemos de?’ (CSIC-Catarata) para estos días de manta y sofá. Los efectos del ejercicio físico en nuestro cerebro, los últimos avances de la exploración marciana o qué debemos hacer para protegernos de las ciberestafas son algunos de los temas de los que tratan. ¿Te animas a descubrirlos?

¿Cómo se pesa un átomo?

Nuestra primera propuesta te ofrece un viaje al nanomundo sin salir de casa. Pesar objetos diminutos como una bacteria, un virus o incluso un átomo, medir la presión sanguínea en el interior de las venas o posicionar aviones y satélites no sería posible sin las aplicaciones derivadas de la nanomecánica. Daniel Ramos Vega, investigador del CSIC, presenta los métodos con los que podemos visualizar e intervenir sobre la materia en la escala de los nanómetros, es decir, la milmillonésima parte de un metro (0,000000001 m) en el libro Nanomecánica.

En esta escala, las propiedades físicas y químicas de los objetos cambian y estos se comportan de un modo diferente a como lo hacen en el mundo macroscópico. Esto se aprovecha para desarrollar un sinfín de nuevos dispositivos descritos en el texto, como balanzas atómicas, narices electrónicas que dotan de olfato a los robots, sensores para sistemas de posicionamiento, acelerómetros que hacen saltar el airbag de los coches en caso de accidente o giroscopios instalados en teléfonos móviles y mandos de consolas.

Los efectos del ejercicio físico en nuestro cerebro

Todos sabemos que la actividad física resulta beneficiosa para nuestro organismo, incluido el cerebro. Ahora bien, ¿todo tipo de ejercicio genera efectos saludables?, ¿es cierto que el deporte ayuda a retrasar el envejecimiento?, ¿qué cambios se producen en nuestras neuronas cuando lo practicamos? Estas y otras cuestiones tienen respuesta en Cerebro y ejercicio. Los investigadores del CSIC Coral Sanfeliu y José Luis Trejo presentan las evidencias científicas de cómo la actividad física y deportiva moldea el cerebro humano y explican los efectos del ejercicio sobre la cognición, el estado de ánimo y la salud cerebral a todas las edades.

A lo largo del texto los investigadores se adentran en los mecanismos genéticos, moleculares y celulares que sustentan los innumerables beneficios del ejercicio. “Entre otros efectos positivos, produce un incremento de la capacidad cognitiva y de la formación de neuronas nuevas (potencia la capacidad de análisis matemático y la habilidad lingüística); hace crecer el flujo sanguíneo en el cerebro; incrementa la funcionalidad y disponibilidad de neurotransmisores clave e induce neuroprotección en todas las áreas cerebrales analizadas hasta la fecha”, afirman Sanfeliu y Trejo. Aparte de las consecuencias directas, el deporte produce también efectos indirectos, como ocurre con los individuos que se benefician del ejercicio físico que realizaron sus progenitores. Además, el ejercicio físico puede constituir una vía para hacer frente al envejecimiento y contribuye al bienestar psicológico. Después de leer este libro, seguro que te dan ganas de calzarte las zapatillas y ponerte en movimiento.

Enfermedades raras, patologías desconocidas con gran impacto económico y social

Son trastornos o condiciones muy diversos e infrecuentes, en su mayoría tienen origen genético y suelen aparecer en la infancia, por lo que se padecen durante casi toda la vida. Las enfermedades raras, englobadas bajo este término hace tan solo cuatro décadas, solo afectan a menos de 5 individuos por 10.000 habitantes, pero constituyen un problema de salud global. El investigador Francesc Palau hace divulgación sobre el origen, diagnóstico, tratamiento, atención sanitaria e investigación de estas patologías que, en términos globales, tienen incidencia sobre 26 millones de personas en Europa.

El libro Enfermedades raras presenta una realidad muy poco conocida por la ciudadanía. “El contraste entre los bajos datos epidemiológicos de la población afectada y su elevada diversidad y heterogeneidad, nos pone ante la paradoja de la rareza: las enfermedades son raras, pero los pacientes con enfermedades raras son muchos”. La distrofia muscular de Duchenne, la fibrosis quística o la esclerodermia son solo tres de las 6.172 enfermedades raras descritas hasta la fecha. Debido a su cronicidad, complejidad y la necesidad de una mayor atención sanitaria, los recursos que consumen son muy elevados.

La investigación biomédica es el camino para cambiar el futuro de las personas afectadas por una de estas patologías, pero también para esclarecer el complejo modo de enfermar del ser humano. “Actuaciones sobre las enfermedades raras son también acciones que nos ayudan a conocer y enfocar mejor las enfermedades comunes”, apunta Palau.

Del tupperware al teletrabajo: ¿cómo se hace la innovación?

La siguiente propuesta está protagonizada por un término usado hasta la saciedad. No hay ningún ámbito en el que la palabra innovación no aparezca como el talismán que soluciona todos los problemas. Pero, ¿qué se entiende en la actualidad por innovación?, ¿qué hacen Spotify, Zara o Amazon para triunfar innovando? o ¿cuáles son las cualidades de una persona innovadora? Los investigadores Elena Castro e Ignacio Fernández han escrito La innovación y sus protagonistas con la intención de explicar el alcance y dimensiones de este fenómeno y su evolución. “En este mundo globalizado, la supervivencia de las empresas y muchas actividades sociales pasan por la capacidad para desarrollar productos y procesos nuevos o mejorados, pero tratando de que tales innovaciones contribuyan a los objetivos sociales que van a permitir un futuro más sostenible y equitativo y que contribuya al bienestar de las personas”, apuntan los investigadores del CSIC.

La innovación es mucho más que nuevos productos o servicios, ya que también se puede innovar en los procesos de fabricación o en el desarrollo de políticas sociales, por ejemplo. Por otro lado, no solo hace falta una buena idea: “para que las invenciones sean consideradas innovaciones tienen que ser aplicadas en un proceso productivo, o su resultado ha de llegar al mercado o a la sociedad”, señalan Castro y Fernández. El texto ofrece otros muchos ejemplos de innovación, y da pistas de los atributos que han de tener las personas innovadoras. Además, los autores hacen hincapié en que no solo innovan las empresas, sino también otras organizaciones sociales. Una lectura imprescindible si quieres saber el verdadero alcance de la innovación y usar este término con propiedad.

Marte y el enigma de la vida

Lo han llamado dios de la guerra, Horus en el horizonte y estrella de fuego. Marte, ese punto rojo en el firmamento, siempre ha estado ahí, ante nuestros ojos, desafiando nuestra curiosidad. Desde la Antigüedad, el ser humano no ha cesado de observarlo y, lejos de agotar las preguntas, el más habitable de los planetas a nuestro alcance sigue ofreciéndonos un relato apasionante. Juan Ángel Vaquerizo, astrofísico y divulgador del CSIC ha escrito Marte y el enigma de la vida. El número 117 de la colección condensa el conocimiento que tenemos hasta el momento del planeta, explica sus peculiaridades y semejanzas con la Tierra, la historia de su exploración y los retos que se abren ante las nuevas misiones lanzadas hacia territorio marciano.

Marte

“Marte es especial porque ha provocado un profundo impacto en la cultura y ha impulsado de modo decisivo el avance de la ciencia en los últimos siglos. A día de hoy, es el primer objetivo astrobiológico, ya que es el mejor escenario para demostrar la existencia de vida fuera de la Tierra”, señala Vaquerizo. “Estamos viviendo momentos cruciales en la exploración marciana. Tanto es así que el primer ser humano que pise Marte ya ha nacido, y todo apunta a que algunos de los grandes enigmas que aún esconde el planeta rojo podrían ser resueltos durante las próximas décadas”, añade el autor. Si quieres saber más sobre estos enigmas y sus posibles respuestas, no te pierdas esta lectura marciana.

Matemáticas para la pandemia

Desde el inicio de la pandemia ocasionada por el virus SARS-CoV-2 contamos y medimos sin descanso. Cada día recibimos cantidades ingentes de información en forma de gráficos, tablas e infografías, y hemos incorporado a nuestro vocabulario expresiones como ‘ritmo de contagio’, ‘aplanar la curva’ o ‘crecimiento exponencial’. Los investigadores Manuel de León y Antonio Gómez Corral nos ayudan a entender estos términos en el libro Las matemáticas de la pandemia.

El texto recoge las herramientas que se utilizan para comprender el proceso de transmisión de enfermedades como la viruela, la malaria o la COVID-19 y expone cómo esta disciplina ayuda a diseñar medidas para combatirlas. En sus páginas se explica, entre otros, el modelo SIR. Formulado hace casi un siglo, su nombre alude a los tres grupos en los que se clasifican individuos de una población según su estado ante una enfermedad: susceptible (S), infectado (I) y resistente o recuperado (R).

Sobre las lecciones aprendidas durante la pandemia actual, los autores ponen el foco en la rapidez de acceso a los datos y en su calidad para hacer posible un análisis adecuado. “Sean cuales sean las características y peculiaridades que se incorporen al modelo matemático que describa la propagación del SARS-CoV-2, sus virtudes y limitaciones estarán siempre marcadas por los datos que lo soporten, es decir, que permitan su construcción y validación”, explican.

Las amenazas del ciberespacio

¿Qué tiene que ver una web que instala cookies de rastreo sin consentimiento con un programa informático malicioso capaz de sabotear una central nuclear? ¿Y con un correo fraudulento en el que nuestro supuesto jefe nos ordena hacer una transferencia urgente? Todas estas acciones, estén o no vinculadas, suponen una amenaza para la ciberseguridad, una disciplina de reciente cuño a la que está dedicado el último libro de la colección. Escrito por los investigadores del CSIC David Arroyo, Víctor Gayoso y Luis Hernández, el texto aborda un problema, el de la seguridad de la información almacenada o transmitida en el ciberespacio, que no ha dejado de crecer en los últimos años. Un ejemplo de ello es que en 2019 los ciberdelitos aumentaron en España un 35% con respecto al año anterior.

Estas prácticas afectan a particulares, empresas y estados, que sufren sus consecuencias más allá del mundo virtual. “El ciberespacio no es un mero anexo del mundo real, sino uno de los elementos que actualmente lo configuran, por lo que se puede constituir en causa y efecto en el mundo físico”, precisan los autores. En la detallada descripción de amenazas que recoge el libro Ciberseguridad, dos de las que reciben mayor atención son el phishing (homófono inglés de fishing: ‘pesca’), uno de los ataques más extendidos en la actualidad, y las herramientas de teletrabajo, que desde marzo de 2020 han experimentado un crecimiento estimado del 84% y que a juicio de los autores se han adoptado de modo improvisado.

Ciberseguridad

Además de exponer un amplio catálogo de ciberriesgos, los investigadores ofrecen consejos y dan pautas para protegernos de los peligros del ciberespacio.

Todos los libros de la colección ‘¿Qué sabemos de?’ están escritos por el personal investigador del CSIC. Además de los que te hemos contado, la serie te ofrece otros cien títulos para saciar tu curiosidad científica. Si eres ese tipo de personas que disfrutan con el olor y el tacto del papel, los tienes en formato bolsillo, y, si prefieres la pantalla, también los puedes conseguir en formato electrónico. ¡Que la ciencia te acompañe!