A conquista de Marte
1999/09/01 Kortabarria Olabarria, Beñardo - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
Marte é un dos destinos máis importantes que o ser humano ten á vista na conquista do espazo, polo esforzo e a revolución tecnolóxica que se vai a levar a cabo nel e polas consecuencias que poden derivarse da aventura.
Aínda que os esforzos máis destacados por coñecer Marte realizáronse na última década e vanse a realizar nos próximos anos, a paixón do home por coñecer Marte é moi antiga. É o cuarto planeta desde o Sol, que polo seu aspecto avermellado chámase vermello. Antes da exploración espacial, Marte era o candidato máis poderoso paira conservar a vida. Os astrónomos que miraban ao ceo viron liñas rectas que atravesaban a superficie de Marte, polo que se pensou que eran construcións realizadas por alguén durante anos. Segundo as estacións prodúcense cambios na cor superficial do planeta, polo que se pensaba que nas estacións quentes producíase vexetación e nas frías desaparecía. Por iso, paira a creación de escritores de ciencia ficción, Marte e os marcianos, os hombrecillos verdes, foron una fonte inesgotable. Os pasos que se deron na exploración espacial co paso do tempo anularon estas conviccións. Con todo, Marte segue sendo un obxectivo. Pero, por que?
Causas da exploración marciana
A exploración marciana mostrará a capacidade de coñecer o universo humano. A pesar de que o paso será pequeno tendo en conta a integridade do Universo, pode ser un gran paso paira a humanidade, xa que una vez abandonada a Terra, a volta desde Marte non será fácil. A principal diferenza entre esta exploración e as que se fixeron até agora é que paira chegar ao planeta vermello hai que esperar o momento en que a Terra e Marte alíñanse, pero tamén paira volver. Se traducimos a idea a números, paira completar a viaxe, o ser humano debe permanecer tres anos no espazo. A experiencia dos astronautas e a súa capacidade de improvisación pode ter moito que ver na exploración de Marte, porque, pase o que pase, tardarán polo menos 40 minutos en enviar unha mensaxe desde a Terra ata que volva a resposta. Por tanto, o voo guiado que se enviará algunha vez a Marte deberá actuar con gran autonomía.
Ademais, hai que preguntarse se o esforzo merece a pena ou non, e devandito doutra maneira, a que se debe a Marte? Os obxectivos poden agruparse en tres grupos: os científicos, os relativos á extensión da humanidade e os que poden ser considerados desde o punto de vista da cooperación internacional.
Paira os científicos, o planeta Marte é un planeta especial que pode dar pistas sobre a orixe e historia da vida e os planetas. De ser un atractivo paira os escritores de ciencia ficción, a medida que a exploración espacial avanza, Marte converteuse nun auténtico interese paira os científicos. Na década de 1960 chegouse á conclusión de que en Marte non había vida e tampouco era un lugar apropiado paira os humanos. As imaxes da sonda Mariner 4 mostraron un panorama parecido á Lúa, cheo de cráteres.
Agora crese que esta zona pode ser una superficie nalgún momento, similar á da Lúa, formada pola formación dos planetas. Pola súa banda, a sonda Mariner 9 mostrou que Marte non era tan parecido á Lúa, que tiña características tectónicas e volcánicas, volcáns xigantes e rifts superficiais, que indican forzas internas. Aínda que aínda non se investigou en profundidade, crese que a orixe da cortiza marciana pode ser de entre 4.000 e 5.000 millóns de anos, mentres que os volcáns poden ser de fai 1.000 millóns de anos. En Marte hai precipicios impresionantes, vales, cráteres, volcáns xigantescos nalgún momento, restos de ríos nalgún momento e polos que varían segundo a época do ano. O 68% do chan é óxido de ferro e o resto é arxila e silicato. Atopáronse rocas de orixe volcánico e outras que parecen sedimentarias.
A atmosfera marciana está composta principalmente por dióxido de carbono e restos de grandes tormentas de po. O ceo, amarelo-rosa polo día, vólvese vermello paira o anoitecer en Marte. Tamén se producen grandes cambios na presión e a temperatura, que en poucas horas pasan de -70ºC a -10ºC. E estes cambios tamén se producen en función da altura, por exemplo, tomando a temperatura no chan ou tomando a un metro hai una diferenza de 8 graos. Tendo en conta estas características, na superficie de Marte non pode haber auga, pero segundo os sinais que se atoparon parece que algunha vez en Marte houbo auga. Segundo a teoría, a atmosfera de Marte era máis tépeda que a actual. De todo iso xorden tres preguntas na ciencia que se queren responder dalgunha maneira explorando Marte:
- Por que cambiaron as características da atmosfera de Marte?
- Que se pode deducir destes cambios respecto dos cambios que se producen no medio ambiente terrestre?
- Houbo ou hai vida en Marte?
Crese que as respostas poden proceder do coñecemento das características xeolóxicas do planeta vermello: tipos de rocas, idade das rocas, distribución da auga subsuperficial de Marte, historia dos volcáns...
Desde o punto de vista da extensión ou migración da humanidade, a exploración de Marte é un dos grandes retos. E é que a implantación das colonias en Marte ten moitas dificultades, o máis evidente é a falta de espazos naturais paira poder vivir nela, xunto coa carestía do transporte. No entanto, dado que é tecnicamente posible a construción dunha contorna artificial que permita a supervivencia e que o sistema de transporte vaise a comercializar co tempo, estudarase a viabilidade e a base tecnolóxica paira a implantación dunha colonia humana en Marte. Fálase da terracoformación marciana.
Por último, cabe mencionar a cooperación internacional. Tras unha guerra fría entre Estados Unidos e a Unión Soviética, os modelos de cooperación vanse impondo. Aos dous xigantes sumáronse outros países participantes como Europa, Xapón, China e Canadá.
Éxitos dos últimos anos
As viaxes das sondas Mars Global Surveyor e Mars Pathfinder, independentemente da conquista da Lúa, espertaron a maior curiosidade xamais alcanzada na historia da aventura espacial. A sonda Mars Global Surveyor foi enviada cara á órbita de Marte en novembro de 1996. Un mes despois foi lanzada ao espazo a sonda Mars Pathfinder, pero como se lle prometeu un percorrido diferente, chegou a Marte dous meses antes do Global Surveyor. Pathfinder foi deseñado, construído e lanzado durante tres anos.
A chegada de Pathfinde a Marte foi nova, xa que se estreou a nova técnica de baixada ao chan cun grupo de airbags que protexían o módulo. Desta forma, antes de que se parase completamente, o módulo marchouse facendo botes de bombas no chan. Cinco minutos antes de chegar a Marte, cunha velocidade de 7 quilómetros por segundo e a 1.500 quilómetros do chan marciano, a sonda comezou a quedar por efecto da fricción na atmosfera e duns propulsores preparados paira iso. Co chan marciano, 30 segundos antes de que se fixese o tuput, a sonda inchouse no chan tras 12 botes e varias voltas.
Aínda que teoricamente a rotura da bolsa 3/4 non era un problema para que a sonda chegue correctamente, non se destruíu ningunha. Os airbags baleiraron o vento e a sonda expandiuse. No seu interior achábanse a cámara de toma de imaxes, una cámara de análise climática, un mastro de envío de sinais e o Sojourner, un robot de 11 quilos. Pouco despois, Sojourner comezou a explorar Marte adiantando o centímetro por segundo. Ademais das cámaras fotográficas, Sojourne levaba moitos instrumentos científicos e controlábase desde a Terra. Paira iso deseñaron un programa de computadores no que se utilizaban imaxes procedentes da sonda inmóbil e do vehículo que se movía. Cada día revisábase o percorrido no computador e logo enviábanse as ordes por radio. O sinal tardaba uns dez minutos en chegar a Marte. Enviábanse referencias a Sojournal e este era o único que partía con cinco láseres e dous cámaras paira decidir distancias e ver o que estaba diante.
A última transmisión do pathfinder tivo lugar o 27 de setembro. Aínda que os investigadores tentárono, non enviou máis información. Os cambios de temperatura poden provocar que se estrague algún cable ou punto de soldadura, mesmo poida que atópese ante un obstáculo insalvable esperando ordes que nunca cheguen e que polo funcionamento da enerxía solar póidase virar e virar ao redor da sonda. Até a súa perda, Sojourne realizou un percorrido de 100 metros, realizou 16 estudos de rocas e chan e enviou máis de 17.000 imaxes. Diariamente analizou as fluctuaciones da temperatura, a presión atmosférica e mediu a dirección e velocidade do vento. En total exploráronse 200 metros cadrados de Marte. A misión Mars Pathfinder durou 57 días, 27 días máis do que inicialmente se pensaba.
Aínda que o obxectivo fundamental desta misión era levar algo con seguridade a Marte, outro dos obxectivos era experimentar a existencia de vida en Marte. Se observamos a paisaxe marciana e analizamos os datos que se recolleron, pódese pensar que nalgún momento houbo auga, o clima era diferente. Con todo, hoxe en día parece que en Marte non hai nada vivo.
O custo da misión Patfinder foi de 265 millóns de dólares, moi reducido paira cuestións espaciais. Un dato é que en 1976 levar os Vikings a Marte foi catorce veces máis caro. Con todo, din que coa tecnoloxía actual necesitaríase unha chea de diñeiro enorme paira enviar ao home a Marte.
Pouco tempo despois da última transmisión de Pathfinder, a sonda Mars Global Surveyor comezou a enviar imaxes de gran calidade. Mentres se atopa na órbita de Marte, a cámara do Global Surveyo está a enviar e enviando imaxes. As imaxes demostraron que as paredes do val de Marineris presentan estratos moi limpos, como os da Gran Foz de Colorado. O altímetro da sonda demostrou que o Polo norte é moito máis alto do que se pensaba, que no Hemisferio Norte de Marte hai una gran chaira que podería estar alagada nalgún momento. Se isto é así, onde está agora toda esta auga? Segundo a maioría dos investigadores, a maior parte da auga de Marte está xeada nos polos, o subsolo ou as chairas do norte do planeta. Se se comprobase a teoría, significaría que non hai vida, porque sen líquido non hai vida.
Agora que?
En setembro cúmprense dous anos do silenciamiento do robot Sojourner, pero a exploración de Marte non se paralizou, xa que o proxecto é máis xeral que el. Ademais, durante este período a sonda Mars Global Surveyor seguiu traballando e puidéronse acumular moitos datos de interese, sobre todo desde que en marzo a sonda situásese sobre os polos de Marte. Por exemplo, púidose observar a abundancia de piroxenos en Marte, mineral frecuente en rocas de orixe volcánico, estudáronse variacións significativas de temperaturas tanto no chan como na atmosfera, medíronse chairas e montañas, realizouse un mapa topográfico de Marte e observouse que o hemisferio sur é montañoso e profundo mentres que o hemisferio sur é chairo e profundo, seguiuse estudando o campo magnético pequeno, etc. En definitiva, todo o que se analizou indica que nalgún momento Marte podería ser moi parecido á Terra.
Seguindo coa táctica de hai dous anos, a finais do ano anterior e principios deste ano continuouse coa exploración de Marte enviando a sonda que quedará en órbita en cada viaxe e o módulo que pisará o chan de Marte. Deste xeito, as naves espaciais cumprirán a función de repetidor, enviando á Terra os datos do utillaje existente no chan de Marte. A sonda Mars Climate Orbiter foi enviada ao espazo o 11 de decembro do ano pasado, dotada de ferramentas paira a investigación da atmosfera e o chan de Marte. A sonda colocarase a 400 quilómetros de Marte, estudando as temperaturas atmosféricas, presión, po, etc. No principio do ano enviouse a sonda Mars Polar Lander ao Polo sur de Marte. Mars Climate Orbiter chegará a Marte este mes, o 23, despois dunha viaxe de nove meses, mentres que a sonda Mars Polar Lander pisará o chan marciano a primeira semana de decembro.
A sonda Mars Polar Lander tomará mostras e enviará imaxes do Polo sur a través dun brazo robot, xa que se cre que o Polo sur está formado por auga e dióxido de carbono. A sonda Mars Polar Lander, antes da súa entrada á atmosfera de Marte, lanzará dúas microsondas que quedarán encaixadas nun par de metros baixo o chan e medirán as características físicas do subsolo, a temperatura, etc. ao mesmo tempo que se realizan probas de detección de auga ou xeo.
Nesta ocasión, con todo, non se enviou ningún vehículo todoterreo, pero si ten a particularidade de que levará por primeira vez un micrófono que recolla os sons do planeta vermello. Segundo os científicos, os traballos da sonda Mars Polar Lander poden durar uns 90 días no chan marciano. Por tanto, ademais de recoller imaxes de Marte, analizar as súas temperaturas, descubrir as características do chan e coñecer as circunstancias das estacións do tempo… nos próximos catro meses poderase ver como é o ambiente superficial de Marte. Debe ser emocionante!
Futuro vermello
Dado que os pasos que se van a dar agora son os que van dar, na exploración de Marte hai que mirar cara a adiante, porque non vai haber cortes. E nese horizonte, o ano 2001. Entón está previsto enviar outras dúas sondas: una quedará en órbita e a outra pisará o chan de Marte. Do mesmo xeito que na expedición Mars Pathfinder, conducirá un vehículo todoterreo coa intención de recoller rocas e recoller mostras de chan. Será similar ao Sojourner, que poderá circular con maior capacidade e liberdade. Aínda non está claro cara a que punto de Marte enviarase, xa que se decidirá en función dos datos –e orzamento– achegados por Mars Polar Lander e Mars Climate Orbital. A próxima visita terá lugar aos dous anos do ano 2003.
Será similar á anterior e situarase nalgún lugar onde poidan existir indicios de vida. Dous anos despois enviarase una nova nave espacial e tratará de traer as rocas que se recolleron até o momento. Aínda que a tecnoloxía de arrastre de rocas á Terra aínda non se desenvolveu, teoricamente enviarase una nova sonda a Marte. No interior da sonda, entre outras cousas, haberá un vehículo que recollerá as rocas recollidas e traeraas á Terra. Se todo ocorrese como está pensado, paira o ano 2008 algúns tramos de Marte deberían estar na Terra.
As intencións da NASA, pero non son as únicas, porque outros países tamén están interesados e teñen algún proxecto e, por exemplo, Xapón xa ten una sonda a Marte, a Axencia Espacial Europea está a traballar co proxecto Mars Express de 2003, e Francia ten un proxecto en colaboración coa NASA. E a partir de aí, que? Seguindo a cadea, o seguinte paso sería enviar ao home, pero paira iso –ademais de desenvolver a tecnoloxía- habería que asegurarse de que algunha vez houbo vida en Marte, pola contra non parece que mereza a pena ir até alí. Con todo, a aposta é –ao parecer, o sentido do xogador–: Si paira o ano 2020!.
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
