¿Qué son exactamente las dos lunas de Marte? Una nueva misión de Japón aterrizará en una de ellas para averiguarlo
Por Ashley Strickland, CNN
Las lunas de Marte, que en gran medida siguen sin explorar, están a punto de convertirse en el centro de atención mientras una misión sin precedentes se prepara para despegar.
El planeta rojo tiene muchos misterios sin resolver, pero el proyecto japonés Martian Moons eXploration (MMX), de exploración de las lunas de Marte, se centrará exclusivamente en dos de los mayores enigmas que orbitan cerca de él. Fobos y Deimos desconciertan desde hace tiempo a los científicos, que estudian estas lunas pequeñas e irregulares en busca de pistas sobre los primeros tiempos de Marte.
“Este es uno de los grandes misterios pendientes sobre la formación del sistema solar, el origen de Fobos y Deimos, así que realmente necesitamos una misión como MMX para resolverlo”, dijo el Dr. Daniel Glavin, científico sénior del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, y científico participante en la misión MMX.
Misiones anteriores a Marte han observado a esta peculiar pareja siempre que se ha presentado la oportunidad. A lo largo de los años, las sondas que orbitan el planeta rojo han captado imágenes de estos cuerpos rocosos, mientras que vehículos exploradores como Curiosity y Perseverance han registrado algunos espectaculares eclipses con apariencia de “ojos saltones” cuando Fobos pasó entre Marte y el Sol. Sin embargo, incluso después de décadas de observaciones, los científicos todavía no saben cómo se formaron Fobos y Deimos.
“¿Qué son estas pequeñas papas espaciales? Ahora mismo no podemos explicar Fobos ni Deimos. No deberían existir, pero existen”, dijo la Dra. Abigail Fraeman, científica investigadora del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California. “Son sumamente extrañas, sumamente pequeñas y sumamente desconcertantes”.
Está previsto que MMX despegue a bordo de un cohete H3 desde el Complejo de Lanzamiento Yoshinobu, en el Centro Espacial Tanegashima de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón, en la prefectura de Kagoshima, en el suroeste de Japón, el lunes a las 3:41 p.m., hora del este de EE.UU. (martes a las 4:41 a.m., hora estándar de Japón).
Esta arriesgada misión robótica es una colaboración internacional que incluye instrumentos científicos de la NASA, la Agencia Espacial Europea, el Centro Nacional de Estudios Espaciales de Francia y el Centro Aeroespacial Alemán. Su objetivo es recolectar más de 10 gramos (0,4 onzas) de material de Fobos y traerlo de regreso a la Tierra en 2031.
Las observaciones detalladas y las muestras obtenidas por MMX podrían revelar las piezas que faltan para comprender el origen de Fobos y Deimos, e incluso podrían desvelar secretos del propio planeta rojo. Si las muestras contienen fragmentos de Marte, MMX podría convertirse en la primera misión en traer con éxito material marciano a los científicos en la Tierra, en una carrera en la que también participa China.
El astrónomo estadounidense Asaph Hall descubrió las inusuales lunas del planeta rojo en 1877. Las bautizó con los nombres de los dos hijos mitológicos del dios romano Marte: Fobos, que significa miedo, y Deimos, que significa terror.
Fobos es una luna condenada a desaparecer, ya que se acerca a Marte 1,8 metros (6 pies) cada 100 años. Los científicos prevén que esta roca irregular se estrelle contra el planeta dentro de aproximadamente 50 millones de años o se fragmente y forme un anillo rocoso que permanezca en órbita. Su característica más distintiva es el cráter Stickney, una enorme cavidad de unos 9,7 kilómetros (6 millas) de ancho que ocupa aproximadamente la mitad de la superficie de esta pequeña luna. Miles de impactos de meteoritos también han dejado cicatrices en Fobos con el paso del tiempo.
Mientras tanto, Deimos, más pequeña y distante, se aleja lentamente de Marte siguiendo una trayectoria en espiral. Su superficie es más lisa que la de Fobos, pero sigue estando cubierta de numerosos cráteres y de una desconcertante cantidad de polvo.
Los científicos estudian dos hipótesis principales sobre cómo estos peculiares cuerpos llegaron a orbitar Marte. Una de ellas plantea que un objeto de gran tamaño chocó contra Marte y expulsó material rocoso que se agrupó hasta formar Fobos y Deimos, explicó Glavin. La otra hipótesis sostiene que las dos lunas son asteroides que se acercaron demasiado a Marte y quedaron atrapados por su gravedad.
“Ninguno de nuestros datos encaja correctamente con ninguna de las dos hipótesis”, dijo Fraeman, quien también participa como científica en MMX. La expedición japonesa a estas enigmáticas lunas podría encontrar nuevos datos que respalden una de las hipótesis existentes o revelar una historia de formación completamente diferente, añadió Fraeman.
La misión se centrará principalmente en explorar y visitar Fobos, la mayor de las dos lunas y la más cercana a Marte, pero durante el trayecto también tomará imágenes de Deimos para ayudar a los científicos a comprender mejor las similitudes y diferencias entre ambas lunas.
La nave espacial MMX, que transporta un pequeño vehículo explorador llamado Idefix y está compuesta por tres módulos superpuestos destinados a la propulsión, la exploración y el regreso a la Tierra, tardará aproximadamente un año en llegar a Marte y luego orbitará Fobos durante unos tres años.
Un conjunto de instrumentos a bordo del módulo de aterrizaje de la nave, denominado módulo de exploración, permitirá a los científicos recopilar diversos datos, incluidas mediciones del terreno, los minerales, los elementos químicos y la radiación espacial. Dos cámaras Super Hi-Vision captarán imágenes de Marte y sus lunas con la máxima definición, en 4K y 8K.
La nave espacial desplegará primero el vehículo explorador Idefix, desarrollado por el Centro Aeroespacial Alemán y el Centro Nacional de Estudios Espaciales de Francia, a principios de 2029. El explorador robótico realizará observaciones iniciales que ayudarán a los científicos e ingenieros de la misión a determinar los lugares donde el módulo de aterrizaje de cuatro patas de MMX podrá recolectar muestras directamente en Fobos.
El vehículo explorador caerá desde una altura de entre 40 y 100 metros (131 y 328 pies) hasta la superficie de Fobos. La débil gravedad de esta pequeña luna debería amortiguar su caída y permitir que el vehículo rebote antes de aterrizar definitivamente.
Después de desplegar de forma autónoma sus ruedas y paneles solares y maniobrar hasta colocarse en posición vertical, Idefix comenzará una misión de 100 días. La gravedad de Fobos es tan débil que Idefix, que pesa aproximadamente 25 kilogramos (55 libras), tendrá un peso equivalente al de unos 15 gramos (0,5 onzas) durante sus operaciones en la superficie.
El vehículo explorador, del tamaño de una caja de bebidas, recorrerá zonas de interés científico y buscará posibles lugares seguros para aterrizar. Después, el equipo de la misión seleccionará dos lugares distintos donde descenderá el módulo de aterrizaje de MMX.
Las imágenes tomadas por las sondas que actualmente orbitan Marte muestran que Fobos parece tener un lado más claro y otro más oscuro, casi como si tuviera dos tipos de superficies diferentes, explicó Glavin. Por eso, el plan es recolectar una muestra de cada una de estas dos regiones: del lado de Fobos que mira hacia Marte y del lado opuesto, que mira en dirección contraria al planeta, dijo el Dr. Tomohiro Usui, científico de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA), que ha trabajado en la misión durante 10 años.
“Vamos a elegir un primer lugar de aterrizaje y luego realizaremos algunas operaciones de aterrizaje. Después despegaremos y regresaremos a la órbita”, dijo a CNN Usui, profesor del Departamento de Ciencias del Sistema Solar del Instituto de Ciencias Espaciales y Astronáuticas de Japón. “La búsqueda del siguiente lugar de aterrizaje llevará varios meses más. Las operaciones de aterrizaje son muy arriesgadas”.
El módulo de aterrizaje de MMX cuenta con dos métodos diferentes para recolectar rocas y polvo de Fobos. Un dispositivo de muestreo por perforación excavará hasta una profundidad de 2 centímetros (0,8 pulgadas) y almacenará el material del subsuelo en un tubo dentro de la cápsula de retorno de muestras de la nave espacial. Otro dispositivo de muestreo neumático utilizará gas a presión para levantar material de la superficie y recogerlo en un tubo.
Una vez que las muestras estén almacenadas a bordo del módulo de aterrizaje de MMX, este despegará, realizará observaciones de Deimos y comenzará el viaje de regreso a la Tierra en 2030.
Los conocimientos obtenidos durante el recorrido de MMX por las lunas marcianas podrían incluso ayudar a planificar futuras misiones tripuladas a Marte, dijo Usui.
El módulo de aterrizaje de MMX es como una navaja suiza, con numerosos componentes que ofrecen a los científicos distintas maneras de intentar descifrar los misteriosos orígenes de Fobos y Deimos.
Antes de que las muestras regresen a la Tierra, los investigadores podrán obtener un primer adelanto de los datos iniciales de teledetección transmitidos en tiempo real por instrumentos de MMX, como el espectrómetro de exploración de las lunas de Marte mediante rayos gamma y neutrones, conocido como MEGANE.
Los datos de MEGANE podrían revelar, por ejemplo, indicios de elementos volátiles, es decir, elementos químicos con puntos de ebullición y fusión bajos, como el hidrógeno, el sodio y el cloro, en Fobos y Deimos. Estas mediciones de la composición elemental podrían proporcionar pistas clave que den mayor credibilidad a una hipótesis sobre su origen frente a otra, explicó David Lawrence, científico planetario del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins y responsable científico de MEGANE.
“Si se produjo un impacto gigantesco, lo que ocurre es que los materiales se calientan muchísimo y estos elementos volátiles se evaporan”, explicó Lawrence. “En cambio, muchos de los asteroides que observamos tienen concentraciones más elevadas de estos elementos volátiles”.
Fraeman, quien dedicó parte de su tesis doctoral a la composición de Fobos, realizará un análisis conjunto de los datos de MEGANE y las observaciones obtenidas por el espectrómetro infrarrojo de MMX, conocido como MIRS. Este espectrómetro utilizará luz infrarroja cercana para medir minerales, materia orgánica y sustancias relacionadas con el agua en Fobos.
Aunque las lunas marcianas son las prioridades de la misión, los científicos prevén que los datos de MMX también revelen aspectos hasta ahora desconocidos del pasado de Marte.
“Si Fobos está formado por fragmentos de Marte que fueron expulsados y luego volvieron a agruparse, eso podría darnos nuevas pistas importantes sobre la composición del planeta y cómo era cuando era mucho más joven”, dijo Fraeman.
Incluso si este vecino rocoso no contiene restos de Marte, Fobos sería igualmente intrigante si se tratara de un asteroide o cometa capturado por la gravedad del planeta, ya que podría haber transportado agua y otros elementos volátiles desde los confines del sistema solar hasta las proximidades de Marte, explicó Fraeman.
Si Fobos y Deimos estuvieran enriquecidos con agua y compuestos orgánicos, “eso podría haber sido una semilla para la vida en Marte”, dijo Glavin.
“Eso es lo que me interesa especialmente: el origen de la vida. ¿Estamos solos? ¿Surgió la vida en Marte?”, añadió. “Estudiar las muestras de Fobos y analizar también Deimos forma parte de toda esa historia”.
Glavin ha trabajado en misiones anteriores de recolección de muestras, como OSIRIS-REx, que trajo a la Tierra una cantidad inesperadamente abundante de material orgánico del asteroide Bennu, cercano a la Tierra. En el caso de MMX, su equipo también buscará aminoácidos, las moléculas que forman las proteínas, y otros componentes químicos fundamentales para la vida en las muestras de Fobos.
“Los aminoácidos parecen estar literalmente en todas partes donde buscamos en el sistema solar”, dijo Glavin. “Lo que vamos a examinar son las diferencias en la cantidad y complejidad de los aminoácidos, pero también sus abundancias relativas, que pueden darnos información sobre su origen”.
Es probable que Fobos y Deimos hayan existido durante miles de millones de años, lo que significa que estas lunas podrían ser testigos de la evolución de Marte. Debido a su proximidad, Fobos ha funcionado como un pequeño recogedor de polvo, acumulando material que ha escapado de la tenue atmósfera del planeta.
“Podría haber fragmentos de Marte que hayan caído sobre la superficie de Fobos, del mismo modo que fragmentos de Marte han llegado a la Tierra”, dijo Fraeman. “Cuando traigamos muestras de Fobos, podría haber pequeños fragmentos de Marte mezclados con ellas”.
MMX no es la única nave espacial que se dirige hacia el planeta rojo. También se espera que la misión china Tianwen-3, cuyo lanzamiento está previsto para 2028 y que busca traer muestras directamente de Marte a la Tierra, regrese en 2031.
“Los primeros años de la década de 2030 podrían ser realmente años extraordinarios para comprender Marte”, dijo Glavin.
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