Mars InSight: el viaje de la NASA en los misterios más profundos del planeta rojo

La nave espacial Mars InSight de la NASA, cuyo lanzamiento está programado para el sábado, se dirige a uno de los lugares más aburridos del planeta rojo.

Su lugar de aterrizaje será Elysium Planitia, una extensión de nombre idílico que probablemente será plana en la medida en que los ojos de la nave espacial puedan ver: no hay montañas en la distancia, probablemente ni siquiera muchas rocas grandes cerca.

“Elegimos algo tan cerca de un estacionamiento de 100 kilómetros como pudimos encontrar en cualquier lugar”, dijo Bruce Banerdt, investigador principal de la misión.

Dijo que uno de sus colegas lo describió como “Kansas sin el maíz”.

Que es exactamente lo que los científicos quieren.

InSight – el nombre es una compresión del nombre completo de la misión, Interior Exploration Using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport – es en muchos sentidos una distracción de “seguir el agua”, el mantra que ha mantenido a la NASA enfocada en la posibilidad de que el sol el cuarto planeta puede haber sido hospitalario para la vida.

Esta misión explorará los misterios del interior profundo de Marte y ayudará a responder preguntas geofísicas sobre la estructura, composición y forma del planeta.
omo no había mucho interés en lo que InSight encontrará en la superficie, se seleccionó un lugar seguro, es decir, un lugar de aterrizaje plano.

Marte es, como la Tierra, en gran parte roca. Pero es considerablemente más pequeño, la mitad de ancho que la Tierra y la novena parte de la masa. Un pie cúbico de Marte pesa, en promedio, 245 libras, por lo que es casi un 30 por ciento menos denso que la Tierra. (Debido a que Marte es más pequeño, la gravedad es más débil, y el centro no está apretado con tanta fuerza).

Fue solo en el 2003 que los científicos, profundizando en pequeñas variaciones en la atracción gravitacional de Marte sobre una de las naves espaciales en órbita de la NASA, concluyeron que el núcleo aún debe estar al menos parcialmente fundido .
Muchos otros detalles siguen siendo desconocidos. ¿Con qué frecuencia tiembla la tierra con marsquakes? ¿Qué tan grande es el núcleo? ¿Qué tan gruesa es la corteza? ¿Cuánto calor está fluyendo?

“Conocemos algunos, pero no sabemos mucho”, dijo el Dr. Banerdt. La nueva misión tiene como objetivo proporcionar “información fundamental de la historia del planeta y su actividad”, agregó. “Tengo muchas ganas de hacer el primer mapa del interior del planeta”.

Red Planet Rehacer
La nave espacial de 1.380 libras se encuentra actualmente encima de un cohete Atlas 5 en la Base Aérea Vandenberg en California. El lanzamiento está programado a las 4:05 a.m. hora local del 5 de mayo, y la trayectoria hacia el sur podría ofrecer un espectáculo de luces antes del amanecer para los madrugadores en Los Ángeles y San Diego.

El Mars Cube One está marcado a lo largo del camino: dos satélites del tamaño de un maletín que probarán las tecnologías de comunicación para transmitir señales desde InSight a la Tierra. Esta será la primera vez que satélites pequeños, conocidos como CubeSats, se envían en un viaje interplanetario.

Si el clima u otros problemas impiden un lanzamiento el sábado, la NASA tiene oportunidades adicionales en las próximas cinco semanas para despegar InSight antes de que Marte y la Tierra se desalineen demasiado. Incluso si el lanzamiento se desliza, la fecha de llegada de InSight a Marte sigue siendo la misma: el 26 de noviembre.

Después del aterrizaje, InSight tardará unos meses en desplegar dos instrumentos: un paquete en forma de cúpula que contiene sismómetros y una sonda de calor que se clavará unos 16 pies en el suelo marciano.

La misión de $ 814 millones se basa en detectar algo que nunca antes se había detectado de manera definitiva: los marsquakes.

Eso no es por falta de intentarlo. Dos aterrizadores Viking de la NASA en la década de 1970 llevaron sismómetros. Solo el que estaba a bordo del Viking 2 fue desplegado con éxito. Pero estaba montado en la nave espacial, y no colocado en el suelo, por lo que terminó midiendo el golpeteo de las ráfagas de viento en lugar de marsquakes.

Solo un evento, que ocurrió en la noche cuando los vientos son generalmente más tranquilos, puede haber sido sísmico. Pero la estación meteorológica estaba apagada en ese momento, por lo que no se podía descartar la posibilidad de que se tratara de otra ráfaga.

“Fue ambiguo y no particularmente útil”, dijo el Dr. Banerdt.

La misión rusa Mars 96, lanzada en noviembre de 1996, también estaba programada para realizar mediciones sísmicas, pero debido a un mal funcionamiento de los cohetes, cayó a la Tierra .
nSight se perdió su fecha de lanzamiento inicial hace dos años. Las fugas en el recinto de vacío alrededor de los sismómetros los habrían vuelto inútiles. En lugar de arriesgarse a fallar, la NASA pospuso la misión. El Dr. Banerdt dijo que un recinto de vacío rediseñado ha pasado todas las pruebas.

La nave espacial es, en gran parte, una copia de un diseño de dos décadas de antigüedad que ha tenido fallas y éxito en Marte.

El fallo ocurrió en diciembre de 1999, cuando la nave espacial Mars Polar Lander, descendiendo a la superficie, desapareció . Una investigación concluyó que la nave espacial podría haber caído en picada cuando su computadora malinterpretó las vibraciones de sus patas de aterrizaje desplegadas y apagó sus motores demasiado pronto.

La NASA ya había construido otro módulo de aterrizaje casi idéntico para otra misión, Surveyor 2001. Canceló esos planes y guardó la nave espacial. Después de corregir las deficiencias de la nave espacial, la mayor parte del módulo de aterrizaje Surveyor 2001 se recicló en una nueva embarcación, Phoenix Mars, que aterrizó con éxito en 2008.
InSight se ve casi igual en el exterior, pero ha sido equipado con componentes electrónicos mejorados y paneles solares modestamente más grandes. Todo está recién construido, excepto por una pieza de hardware vintage de naves espaciales. El brazo robótico que colocará la cúpula del sismómetro y la sonda de calor en Marte es el que quedó de Surveyor 2001. No se ajustaba a las necesidades de la misión Phoenix y permaneció almacenado hasta que pudiera encontrar otro uso.

Marsquakes, no terremotos
Puede que aún no hayan observado ningún temblor marciano, y no hay nada como la falla de San Andrés o el deslizamiento de las placas tectónicas en Marte, pero los científicos confían en que los temblores circulan por el planeta.

El planeta se está enfriando y encogiendo, y es probable que su corteza se agriete ocasionalmente, provocando un marsquake de magnitud 6.0 o incluso 7.0.

Rumores similares se sabe que ocurren en la luna de la Tierra , que es más pequeña que Marte. Los terremotos lunares fueron registrados por los sismógrafos colocados en la superficie por astronautas de la NASA durante los aterrizajes lunares del Apolo.

La esperanza es que InSight registrará suficientes marsquakes para generar lo que es esencialmente un sonograma del planeta. El instrumento puede medir movimientos superficiales menores que el ancho de un átomo de hidrógeno. No solo puede detectar las vibraciones de un marsquista distante; también puede detectar las vibraciones aún más débiles de las ondas que rodean a Marte la segunda vez.

Esa sensibilidad y múltiples mediciones son necesarias para descubrir dónde ocurrió el marsquake, dentro de unas pocas decenas de kilómetros.

Los científicos esperan al menos de 10 a 12 marsquakes en dos años, la duración de la misión principal de la nave espacial. Eventos meteorológicos adicionales podrían ser generados por los meteoritos que golpean la superficie.
Al juntar una imagen tridimensional del interior del planeta, los investigadores esperan que finalmente sepan cuán gruesa es la corteza exterior de Marte. A partir de las mediciones de la gravedad de las naves espaciales en órbita, los científicos pueden discernir qué partes son relativamente más gruesas y delgadas, pero no tienen una regla para colocar un espesor preciso en un lugar determinado.

El grosor promedio de la corteza podría ser tan pequeño como 20 millas o hasta 50 millas. (La corteza terrestre a lo largo de los fondos oceánicos es, por el contrario, de 3 a 5 millas de espesor).

Sondas, impulsos y flexiones
El segundo instrumento de InSight, una sonda de calor, mide aproximadamente un pie y medio de largo y una pulgada de ancho. Necesita excavar lo suficientemente profundo como para aislarse de las variaciones de temperatura de los días y estaciones de Marte. Detrás hay una cuerda que permanece conectada a la nave espacial, y los sensores a lo largo de la correa medirán cómo la temperatura cambia con la profundidad.

La sonda también enviará breves pulsos de calor que serán detectados por los sensores de temperatura. Eso indicará qué tan bien fluye el calor a través del suelo marciano.
Todo eso ayudará a saber cuánto calor está subiendo desde el interior de Marte, y se cree que Elysium Planitia es típico del planeta, dijo Tilman Spohn del Instituto de Investigación Planetaria del Centro Aeroespacial Alemán, el principal investigador del instrumento. “Creemos que sería un lugar muy promedio, aburrido, pero característico en Marte”, dijo, “y por lo tanto, bueno para nosotros”.

Un tercer experimento aprovecha el sistema de comunicaciones por radio a bordo para medir a unas pocas pulgadas la distancia desde una antena de radio en la Tierra a la nave espacial en Marte, a decenas de millones de millas de distancia. “Es realmente una precisión excelente”, dijo Suzanne Smrekar, la investigadora principal adjunta de la misión.

Con esa precisión, los científicos pueden rastrear el tambaleo en el giro de Marte. El chapoteo del líquido en el interior del planeta afecta el ritmo y la magnitud de la oscilación. Las mediciones ayudarán a precisar el diámetro del núcleo, que actualmente se estima en 2.200 millas.

Aunque el énfasis de InSight está en la geofísica y no en las posibilidades de la vida, sus datos podrían ayudar a completar algunos espacios en blanco importantes. Por ejemplo, los científicos podrían aprender más acerca de las erupciones tempranas de los volcanes inactivos de Marte, los más grandes del sistema solar, y la cantidad de gas que brotó del magma para llenar la atmósfera.

“Esas son todas las cosas que a las personas que les preocupa la habitabilidad les gustaría saber”, dijo el Dr. Banerdt.

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