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Dunas: esculturas de polvo en el planeta rojo

“Pasó rauda ante los helados planetas exteriores, hizo una breve pausa ante los desiertos del agonizante Marte, y contempló después la Tierra”, esto escribió Arthur C. Clarke en su libro 2001: Una Odisea Espacial, publicado originalmente en 1968, una obra que 33 años después daría nombre al orbitador Mars Odyssey y que precisamente sería destacable por mostrarnos los desiertos y la superficie agonizante de Marte.

Este mes, la NASA recordó (1) una imagen que muestra un mar de dunas oscuras que rodean el casquete polar norte del planeta rojo; en ella, están representadas las temperaturas y texturas del suelo marciano.

Lo que vemos es una reconstrucción hecha con imágenes tomadas entre diciembre de 2002 y noviembre de 2004 por uno de los instrumentos integrados al orbitador Mars Odyssey, el Sistema de Imágenes de Emisión Térmica (THEMIS, por sus siglas en inglés), el cual ha enviado más de un millón de imágenes desde que comenzó a orbitar Marte. 

En este planeta que mide la mitad de la Tierra, las dunas han sido ampliamente capturadas, pues se trata de montículos de arena impulsados por el viento o ajustadas por los cambios del dióxido de carbono, por lo que sirven para estudiar aspectos del clima marciano.

Antes se creía que estas estructuras eran estáticas, pero tras fotografiarlas durante largo tiempo se descubrió que parte del polvo de Marte se desplaza, colapsa, y aglutina de diferentes formas.

Ilustración del orbitador. Crédito: NASA/JPL-Caltech

Un orbitador que superó expectativas

En el aniversario número 20 del orbitador, la NASA enlistó (2) algunos de sus logros, los cuales van desde localizar hielo de agua, hasta hacer tomas precisas de las lunas de Marte, Fobos y Deimos. La principal misión de esta astronave es conocer qué compone la superficie del planeta vecino, por lo que ha registrado la cantidad y distribución de sus elementos químicos y minerales. Así mismo, proporciona información sobre los peligros de radiación para futuros exploradores.

Un orbitador espacial tiene como objetivo estudiar objetos cósmicos a la distancia, no aterriza sobre el objeto de su interés, solo lo gira alrededor de él como lo haría una luna.

Mars Odyssey fue lanzado desde Cabo Cañaveral, Florida, el 7 de abril de 2001 y tras 200 días de viaje se insertó en la órbita de Marte el 24 de octubre. El lanzamiento costó 53 millones de dólares, mientras que en el desarrollo científico de naves e instrumentos invirtieron 165 millones de dólares, siendo esto parte importante del costo total del programa.

Despegue del cohete Boeing Delta II que lleva la nave espacial Mars Odyssey 2001

Ese mismo octubre la NASA señalaba que de “30 misiones enviadas a Marte por tres países durante 40 años, menos de un tercio habían tenido éxito” (3). Con el paso del tiempo Odyssey se convirtió en la nave espacial más antigua en operación cerca del planeta rojo.

En mayo de 2002, la NASA anunció que la sonda había identificado “grandes cantidades de hidrógeno en el suelo, lo que implicaba la presencia de hielo posiblemente a un metro debajo de la superficie”. Posteriormente se informó la evidencia de depósitos de sal.

Mars Odyssey completó su principal misión en 2004, pero dadas sus excelentes condiciones se le dieron misiones extendidas en siete ocasiones más, todas con diferentes objetivos.

La astronave pesa mil 608 kilogramos y contiene tres instrumentos científicos: un sistema de imágenes por emisión térmica (THEMIS), un espectrómetro de rayos gamma (GRS) y un Experimento ambiental de radiación de Marte (MARIE).

Investigadores de la Universidad Estatal de Arizona en Tempe, la Universidad de Arizona en Tucson y el Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston operan los instrumentos. 

THEMIS

THEMIS (4) fue desarrollado y construido por la Universidad Estatal de Arizona en Tempe, pesa 11 kilogramos, mide 54,5 centímetros y es capaz de ver los espectro de luz visible e infrarrojos, por lo que puede obtener huellas características de ciertos materiales para identificar el interior del terreno marciano y accidentes geográficos del mismo.

Los trabajos de THEMIS en el espectro infrarrojo son posibles porque los minerales irradian calor que absorben del día marciano. “Por la noche, dado que mapea el calor, el generador de imágenes busca puntos térmicos activos”. Para la parte de luz visible solo puede mostrar objetos del tamaño de un camión.

“Los minerales como carbonatos, silicatos, hidróxidos, sulfatos, sílice hidrotermal, óxidos y fosfatos, aparecen todos como colores diferentes en el espectro infrarrojo”, refiere la NASA en la presentación del instrumento en línea.

En 2010 la NASA refirió que la cámara de Mars Odyssey había ayudado a construir el mapa global de Marte más preciso de la historia, utilizando 21 mil imágenes de THEMIS, mismas que fueron combinadas y superpuestas para hacer un mosaico digital gigante.

First Themis image/ NASA/JPL-Caltech/Arizona State University

Para 2016, THEMIS había enviado más de 208 mil imágenes en longitudes de onda de luz visible y 188 mil en longitudes de onda de infrarrojo térmico.

Los científicos han utilizado los datos de este instrumento para detectar valles, cráteres, areniscas, rocas ricas en hierro, sales y para determinar dónde está el hielo de agua.

Esculturas en el planeta rojo

Crédito: NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizon

La primera imagen de Mars Odyssey (5) fue tomada el 30 de octubre de 2001, cuando realizaba su novena vuelta a Marte. La imagen se capturó durante la primera calibración del sistema de la cámara.

Las dunas de arena a menudo se acumulan en el suelo de los cráteres. Se tienen muchas  imágenes de diferentes zonas con dunas. Para comunicar los hallazgos, e incorporar texturas, materiales y temperatura a las imágenes se usan colores al reconstruir escenas con diversas imágenes.

Por ejemplo, en el caso de la imagen que este año se volvió emblemática para el aniversario tenemos que las áreas frías son azules y las cálidas están en amarillos y naranjas. Dicha imagen del casquete polar norte cubre un área tan grande como Texas. 

Para la región del cráter Lyot (6), se mostró en 2018 un campo de dunas con pequeñas acumulaciones cercanas a una estructura más grande que aparece en azul turquesa por estar hecha de un material más fino y de composición diferente a su entorno.

Crédito: NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizon

En 2012 se publicaron unas dunas de tipo barchan, denominadas así porque son estructuras transversales en forma de medialuna, similares a las que se dan en zonas desérticas, como en Turkestán, en nuestro planeta.

Cuando fueron capturadas ese año las acumulaciones se encontraban cubiertas por las heladas estacionales, la NASA señaló que “la apariencia moteada se debía al calentamiento del área”.

Crédito: NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizon

Crédito: NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizon

Hace once años la imagen emblemática para festejar que el orbitador Mars Odyssey se convertía en la nave con más trabajo en el espacio en la historia, se dio a conocer una imagen del instrumento Thermal Emission Imaging System capturada en 2006, en la cual se observan dunas de arena oscura cercanas al cráter Bunge.

Estas son algunas de las decenas de zonas en las que las dunas han mostrado patrones no solamente hermosos, pues estos, diseñados por el viento marciano, pueden servir para modelar la atmósfera del planeta. En la página de Mars Odyssey se encuentra una amplia galería de estas estructuras de viento que al darse a conocer nos enseñaron que en Marte había movimiento.

Fuentes:

  1. https://www.nasa.gov/image-feature/blue-dunes-on-the-red-planet
  2. https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-s-odyssey-orbiter-marks-20-historic-years-of-mapping-mars
  3. https://mars.nasa.gov/odyssey/files/odyssey/odysseyarrival1.pdf
  4. https://mars.nasa.gov/odyssey/mission/instruments/themis/
  5. https://mars.nasa.gov/resources/1863/first-themis-image-of-mars/
  6. https://mars.nasa.gov/resources/22181/once-in-a-blue-dune/

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