Un viaje por el cielo marciano

MAVEN nos ofrece los primeros descubrimientos desde su entrada en fase de exploración científica.

El más reciente de las sondas marcianas, con permiso de la Mangalyaan india, se encuentra desde mediados de Noviembre, una vez ya concluida la imprescindible fase de ajuste y comprobación de los sistemas que siguió a la entrada en órbita, trabajando a pleno rendimiento, afrontando por ello la delicada tarea para la cual fue diseñada: Adentrarse en las capas más altas de la atmósfera del planeta para realizar mediciones directas de su composición. En cada órbita alrededor de Marte, MAVEN se sumerge actualmente en la Ionosfera, la capa de iones y electrones que se extiende desde aproximadamente 112 hasta los 480 Kilómetros por encima de la superficie y que actúa, a falta de un campo magnético global, como una especie de escudo que desvía al viento solar. Pagando por ello un precio que la sonda busca ahora cuantificar y comprender.

Estas primeros datos nos ofrecen mediciones completas de la composición de la atmósfera superior de Marte, ofreciendo una visión sin precedentes de los iones a medida que adquieren la energía que va a conducir a su fuga: "Estamos empezando a ver los eslabones de una cadena que comienza con procesos solares actuando sobre el gas en la atmósfera superior y que llevan lentamente a su pérdida", explica Bruce Jakosky, MAVEN investigador principal del Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial de la Universidad de Colorado, Boulder. "En el transcurso de la misión completa, vamos a ser capaces de completar esta foto y entender los procesos por los cuales la atmósfera cambia con el tiempo".

Los científicos han pensado durante mucho tiempo que el viento solar sólo se podría medida antes de impactase contra la invisible frontera de la Ionosfera. Sin embargo el instrumento SWIA (MAVEN Solar Wind Ion Analyzer) ha descubierto corrientes de partículas cargadas que no se desvían sino que se adentran profundamente en la atmósfera de Marte. Las interacciones con la capas altas parece que las transforman en una forma neutra que puede penetrar a altitudes sorprendentemente bajas. En lo profundo de ella, la corriente reaparece, casi como su fuera un truco del mago Houdini, nuevamente en forma de iones. Esto ofrece ofrece a MAVEN una nueva manera de realizar el seguimiento del viento solar y hacer que sea más fácil vincular la forma en que se produce la pérdida atmosférica directamente a la actividad en la atmósfera superior y la ionosfera.

Por su parte el NGIMS (MAVEN’s Neutral Gas and Ion Mass Spectrometer) está explorando la naturaleza de los gases que se escapanal espacio realizando el primer análisis exhaustivo de la composición de la atmósfera superior y la ionosfera. Estos estudios ayudarán a los investigadores a hacer conexiones entre la atmósfera inferior, que controla el clima, y la  superior, donde se está produciendo dicha pérdida. NGIMS ha medido la abundancia de muchos gases en formas neutras y de iones, revelando una estructura bien definida en la atmósfera superior y ionosfera, en contraste con la inferior, donde estos están bien mezclados. Su variación a lo largo del tiempo proporcionará nuevos conocimientos sobre la física y la química de esta región y ya han presentado pruebas de la existencia de una significativa "meteorología" que hasta ahora no había sido medida en detalle.

Finalmente STATIC (SupraThermal And Thermal Ion Composition), cada vez que MAVEN se sumerge en la atmósfera, identifica la ionosfera fría durante el momento de máximo descenso, y posteriormente, cuando se eleva de nuevo, está midiendo el calentamiento del gas ionizado, que se mueve a velocidades de escape y finalmente se liberan de sus ataduras gravitatorias con el planeta.

MAVEN esta solo en las primeras fases de su exploración de Marte, que será testigo de "zambullidas" aún más profundas, que podrá afrontar gracias a que fue diseñada para tal propósito, como podemos ver, por ejemplo, en la curiosa forma de sus paneles solares. Con todos sus instrumentos ahora en activo y trabajando tal como estaba previsto, los próximos meses podríamos avanzar de forma definitiva hacia la comprensión de los procesos que llevaron a este mundo, en su momento cálido y húmedo, hacia su estado actual, frío y seco.

Los viajes de MAVEN por las tenues capas altas de la atmósfera, donde se produce la pérdida de gases y que se encuentra claramente separada de las capas inferiores, donde se producen el "tiempo" marciano.

El viento solar, formado por partículas cargadas, se adentra profundamente en la Ionosfera, generando penachos iones con la suficiente energía para escapar de la gravedad marciana. Conocer como se produce este proceso, más complicado de lo que poníamos imaginar, es uno de los objetivos de MAVEN.

Los viajes de MAVEN por altitudes tan bajas, por debajo de los 200 Kilómetros en los momentos de máximo descenso, le permite medir de forma directa la composición de las capas altas atmosféricas, en gases neutros e iones. 

NASA’s MAVEN Mission Identifies Links in Chain Leading to Atmospheric Loss