NUEVO MAPA DE HIELO EN MARTE AYUDARÁ A FUTURAS MISIONES CON TRIPULACIÓN

Estas dos vistas muestran el hemisferio norte de Marte utilizando una proyección ortográfica centrada en el polo norte. 
A la izquierda._ El sombreado gris claro muestra la zona de estabilidad del hielo del norte, que se superpone con el sombreado púrpura de la región de estudio SWIM. 
A la derecha._ El sombreado azul-gris-rojo muestra dónde el estudio SWIM encontró evidencia de la presencia (azul) o ausencia (rojo) de hielo enterrado en Marte. 
La intensidad de los colores refleja el grado de coherencia entre los conjuntos de datos.

Crédito: Morgan y col. / Astronomía de la naturaleza 2021.

Introducción

En las últimas semanas, tres naves espaciales diferentes llegaron con éxito a Marte, incluido el rover Perseverance. Pero las sondas y los robots son solo el comienzo. El objetivo final de todas estas misiones remotas es construir una base de conocimientos suficiente para que algún día podamos enviar humanos a Marte. Sin embargo, antes de que este sueño se convierta en realidad, hay mucho trabajo de preparación por hacer.

La mayoría de las propuestas de misiones tripuladas dependen del hielo marciano para generar combustible de retorno. Por ello, saber exactamente dónde encontrar depósitos grandes y accesibles es vital antes de elegir un lugar de aterrizaje. Y los polos, donde se encuentra la mayor parte del agua conocida, son demasiado inhóspitos. Entonces, la NASA financió el proyecto Subsurface Water Ice Mapping (SWIM) para buscar recursos de hielo enterrados en las latitudes medias del Planeta Rojo.

En Junio de 2008, la pala montada en el brazo del módulo de aterrizaje Phoenix (NASA) descubrió hielo, que se observó sublimar en los días siguientes.
(Los tres trozos de hielo en la sombra en la parte inferior izquierda, fotografiados en Sol 20, desaparecieron para Sol 24). Phoenix aterrizó en la región del polo norte de Marte. Las expediciones humanas probablemente apuntarían a las latitudes medias del planeta.
Crédito: NASA / JPL / Univ. de Arizona / Texas A&M Univ.

La NASA encargó a Gareth Morgan y Nathaniel Putzig (ambos del PSI), que lideran el equipo SWIM, la creación de productos de mapeo de acceso abierto. La comunidad podría usarlos al recomendar sitios de aterrizaje. Acaban de publicar un estudio en Nature Astronomy que muestra con mayor probabilidad y mejor resolución que antes dónde se podría encontrar hielo utilizable. Sus mapas muestran que Arcadia Planitia y los glaciares de Deuteronilus Mensae son lugares prometedores con hielo para misiones futuras.

Una síntesis de datos globales obtenidos con 6 instrumentos

“En el pasado, los mapeadores miraban un solo conjunto de datos o se enfocaban en áreas muy interesantes pero geográficamente limitadas”, dice Morgan. “Tomamos todos los conjuntos de datos globales a gran escala y los sintetizamos para producir este mapa. Básicamente, proporciona una herramienta para futuros planificadores de misiones, además de ser una técnica novedosa por derecho propio».

Durante los últimos 20 años, se han enviado numerosas sondas a la órbita alrededor de Marte, la mayoría de las cuales todavía están operativas. Todas han portado conjuntos únicos de detectores, cámaras, espectrómetros y otros instrumentos. Estos nos han estado proporcionando información sobre la presencia y características del hielo debajo de la superficie.

El equipo de SWIM combinó siete conjuntos de datos de seis instrumentos. Dos espectrómetros térmicos ( TES y THEMIS ), un espectrómetro de neutrones ( MONS ), dos tipos de retornos de radar (superficie / subsuelo) SHARAD. Finalmente dos conjuntos de cámaras de imágenes en el visible  CTX e HiRISE. Los espectrómetros térmicos ven reflejos visibles e infrarrojos de la superficie del planeta. Las diferencias revelan diferentes concentraciones de minerales, incluidos los que se forman en el agua. El detector de neutrones mide la liberación de neutrones del suelo, lo que indica agua líquida o congelada bajo tierra.

Una imagen de Mars Reconnaissance Orbiter muestra el cráter excavado por el impacto de un meteorito. Queda expuesto el hielo brillante que había estado oculto justo debajo de la superficie. El cráter se encuentra a 43 ° de latitud norte.
Crédito: NASA / JPL / Univ. de Arizona.

Cerrando la brecha entre el hielo superficial y el hielo más profundo

Ambos tipos de exploraciones dan una imagen del metro superior del suelo. Mientras que las sondas de radar son más profundas alcanzando unos 20 metros (65 pies). En las profundidades intermedias, el equipo tiene que inferir lo que está sucediendo.

“Aquí es donde entran las imágenes”, explica la miembro del equipo SWIM Hanna Sizemore (también del Planetary Science Institute). “Observamos imágenes de la superficie para ver qué características están asociadas con el hielo y la profundidad de ese hielo. Queremos inferir cómo el hielo poco profundo podría conectarse con el hielo más profundo. Nuestra comprensión de la geología terrestre es fundamental. Nos ayuda a cerrar la brecha entre el hielo en la parte superior, y el material realmente profundo que solo podemos ver con el radar».

Un primer paso importante

Frances Butcher (Universidad de Sheffield), que no participó en este proyecto, cree que este es un primer paso importante hacia el mapeo de la superficie marciana. Además de una manera que no solo sea interesante o informativa para los científicos, sino que sea prácticamente útil para misiones tripuladas al planeta rojo.

“Este es un recurso fantástico y el producto de mucho trabajo duro y un gran esfuerzo en equipo”, dice ella. “Pero este no será el mapa final antes de que vayamos a Marte. Habrá misiones futuras que proporcionarán nuevos datos, y ellos, u otra persona, actualizarán estos mapas con el tiempo».

Por el momento, la resolución del mapa SWIM es de solo tres kilómetros. Es una resolución más alta que los mapas anteriores, pero aún no lo suficientemente buena como para construir una misión. Si los astronautas aterrizan a más de un kilómetro de una fuente de agua, esa distancia podría ser la diferencia entre la vida y la muerte.

La misión International Mars Ice Mapper (I-MIM)

Los instrumentos futuros deberían darnos la resolución necesaria de las regiones más cálidas. La NASA está desarrollando la misión International Mars Ice Mapper (I-MIM) en colaboración con las agencias espaciales canadienses, japonesas e italianas. El objetivo es averiguar la extensión y las características del hielo de agua en las regiones no polares de Marte. Esta información se utilizará para actualizar la plantilla SWIM. Finalmente, un mapa de hielo refinado ayudará a identificar un lugar de aterrizaje para la primera misión tripulada.

Fuente: Sky & Telescope.

Artículo original: «Nuevo mapa de hielo en Marte ayudará a futuras misiones con tripulación«. Arwenn Rimmer. February 19, 2021.

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Créditos: ESA / DLR / FU Berlín / Bill Dunford.

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