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martes, marzo 22, 2016

Las cadenas de Marte

Visualizando el irregular campo gravitatorio marciano.

"Nos permiten ver el interior de un planeta, al igual que un médico utiliza una placa de rayos X para ver el interior de un paciente", explica Antonio Genova, del Massachusetts Institute of Technology (MIT), en Cambridge."Este nuevo mapa gravitatorio será útil para la futura exploración de Marte, ya que un mejor conocimiento de las anomalías gravitatorias de planeta ayudará a los controladores de vuelo de las diversas misiones a lograr la inserción orbital con mayor precisión. Por otra parte, la resolución mejorada de nuestro mapa  nos ayudará a entender la aún misteriosa formación de algunas regiones específicas del planeta".

Así resume el líder del equipo responsable de este nuevo estudio ahora publicado, y que toma la forma del mejor mapa gravitatorio jamás levantado del planeta rojo. Y no es poca cosa, ya que este tipo de registros son una puerta abierta no solo a las formaciones superficiales, sino también a lo que esconden capas mucho más internas. Se utiliza para estudiar la Tierra y la Luna, pero también Marte, la gran meta a corto y medio plazo de la explicación espacial.

Para crearlo, Genova y sus colegas utilizaron los datos de la ya desaparecida Mars Global Surveyor, así como de las aún en servicio Mars OdysseyMars Reconnaissance Orbiter, que abarcan un periodo de 16 años. Pero no los ofrecidos por sus instrumentos, sino por sondas en si mismas. Más concretamente las señales de radio utilizadas en las comunicaciones entre estas y las antenas de la Deep Space Network de la NASA, analizándolas en profundidad para detectar variaciones en sus parámetros orbitales, detectables por el efecto Doppler, ligeras variaciones en su órbita, cambios de velocidad que revelara cambios en el campo gravitatorio marciano, y más concretamente de las zonas que estuvieran sobrevolando en cada momento. Una tarea extremadamente complicada, ya que se tuvo que ir identificando y descartando los que tenían como origen otras causas, como la fricción con las capas altas de la atmósfera, pero que al final tuvo su recompensa.

"Con este nuevo mapa, hemos sido capaces de ver anomalías gravitatorias tan pequeñas como de 100 kilómetros de ancho, y hemos determinado el espesor de la corteza de Marte con una resolución de casi unos 120 kilómetros. Todo esto ayudará a interpretar la forma en la corteza del planeta cambió a lo largo de la historia marciana en muchas regiones". Por ejemplo, un área de menor gravedad entre Acidalia Planitia y Tempe Terra había sido interpretada hasta ahora como un antiguo sistema de canales enterrados que suministra agua y sedimentos desde las tierras altas del sur a las tierras bajas del norte, hace miles de millones de años, cuando el clima marciano era más húmedo de lo que es hoy. El nuevo mapa revela, sin embargo, que esta anomalía es definitivamente más grande y sigue el límite entre las tierras altas y las tierras bajas. Eso hace poco probable que sea solo fruto de canales enterrados, porque en algunos lugares se eleva por encima de las llanuras circundantes, y su orientación no es la que correspondería a un flujo de agua. Por ello ahora apunta más a la deformación de la corteza causada por la formación de la colosal altiplanicie volcánica de Tharsis.

Otros hallazgos proporcionados por el es la confirmación de que Marte tiene aún un núcleo externo líquido de roca fundida, delatado por las mareas en la corteza y el manto causados ​​por la atracción gravitatoria del Sol y sus dos pequeñas lunas. Además han podido analizar las variaciones en la gravedad marciana ocurridas durante más de 11 años (Lo que abarca un ciclo completo de actividad solar), así como el porcentaje de atmósfera que se congela y precipita en los polos durante los inviernos de los respectivos hemisferios, que se estima ahora entre el 12 y el 16% del total de su masa.

La creación de este mapa es fruto de años de trabajo, y posible gracias a la pequeña flota de sondas en activo que rodean al planeta rojo. Una muestra más de como la exploración de todo un planeta, y menos aún uno tan complejo como Marte, nunca es posible realizarla con toda la profundidad deseada con una sola sonda. Bien al contrario, cada nueva exploradora que llegue a el (como la recién lanzada ExoMars) será un paso que estaremos más cerca de comprenderlo en su totalidad, y un paso más cerca de poder pisarlo directamente algún día.
 
Las variaciones locales en la atracción gravitatoria de Marte sobre las 3 sondas orbitales (centro), combinadas con la cartografía topográfica de las montañas y valles del planeta (izquierda) y dando como resultado una estimación aún más precisa del espesor de la corteza (derecha). 

Las variaciones del campo gravitatorio de Marte: Empezando desde la parte superior Hemisferio Norte, Hemisferio Sur y centrado en Tharsis. Lejos de ser homogéneo presente, al igual que la Tierra y la Luna, fluctuaciones, aunque en este caso magnificadas por los colosales volcanes de Tharsis.

Mars Odyssey, Mars Reconnaissance Orbiter y Mars Global Surveyor, cuyas ligeras variaciones en sus parámetros orbitales, causadas por cambios en el campo gravitatorio marciano, han permitido generar estos nuevos mapas.

La Deep Space Network, 3 estaciones de seguimiento situadas de forma estratégica alrededor del globo, de forma que siempre hay una disponible para comunicarse con cualquier sondas del espacio profundo mediante señales de radio. Los desplazamientos Doppler causados en ellas por ligeros cambios en la velocidad de estas 3 sondas marcianas han permitido mapear el campo gravitatorio del planeta rojo.

El efecto Doppler, que hace que las ondas electromagnéticas de desplacen hacia el azul si el objeto emisor se aproxima a nosotros y en rojo si se aleja, delatando además la velocidad con lo que lo hace. En el caso de sondas que orbitan Marte, esto fluctua cíclicamte según el punto de su órbita donde estén. Conociendo eso y otros efectos, es posible extraer las variaciones que están fuera de este patrón, detectando así cambios imprevistos en la velocidad de las 3 sondas que delatan cambios en el campo gravitatorio marciano. 

New Gravity Map Gives Best View Yet Inside Mars