Espacio
Encontrar la atmósfera de Marte: comprender eventos pasados es clave para lograr la colonización
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La exploración espacial es una oportunidad de un billón de dólares. Según estimaciones de McKinsey, la economía espacial global alcanzará los 1,8 billones de dólares para 2035 (ajustada por inflación), frente a los 630 000 millones de 2023.
Uno de los aspectos que impulsa a los inversores a subirse al carro de la exploración espacial es la colonización de Marte. El aumento del conocimiento científico y de los datos sobre Marte y su comportamiento ha generado más estudios centrados en la posible construcción en el planeta rojo. Pero antes de profundizar en la investigación más reciente sobre la comprensión de Marte, veamos un breve resumen de cómo ha progresado la misión a Marte a lo largo del tiempo.
Una Breve Historia de Misiones Importantes a Marte
Hace más de cinco décadas, en 1965, el Mariner 4 de la NASA llegó a Marte y envió 21 fotos del planeta de regreso a la Tierra. Seis años después, en 1971, el módulo de aterrizaje Mars 3 de la URSS completó un aterrizaje suave en Marte. En el mismo año, el Mariner 9 de la NASA descubrió volcanes y el Valles Marineris, y mientras capturaba miles de fotos, finalmente las envió de regreso desde la órbita marciana.
Source: NASA
En 1976 Viking 1 y Viking 2 llegaron a Marte y enviaron sus módulos de aterrizaje a la superficie. Cada una de las naves pudo devolver años de datos, pero no lograron demostrar la existencia de microorganismos en Marte.
Después de 1976, pasaron más de dos décadas para lograr un avance significativo en la misión a Marte. Fue en 1997 cuando el módulo de aterrizaje Pathfinder y el rover Sojourner de la NASA llegaron a la superficie marciana.
Source: Research Gate
En 2001, la misión Mars Odyssey de la NASA comenzó. Hasta la fecha, ha sido uno de los esfuerzos más importantes centrados en Marte, con más de dos décadas de transmisión de datos del planeta rojo a la Tierra.
Los viajes a Marte no se han limitado a los esfuerzos de Estados Unidos. Muchos otros países se han sumado a la carrera en los años posteriores. Por ejemplo, en 2014 la misión Orbiter de la India llegó a Marte. En 2021, la primera misión interplanetaria de los Emiratos Árabes Unidos, el Orbiter Hope, llegó a Marte. En 2021, la misión Tianwen‑1 de China entró en órbita. Tres meses después, China logró el despliegue del módulo de aterrizaje y del rover.
En la actualidad, una gran cantidad de países y empresas están profundamente involucrados en sus respectivas misiones para conocer mejor a Marte. Reconocidas organizaciones de investigación también están dando lo mejor de sí. Una de ellas es la misión emprendida por el MIT, cuyo último estudio muestra que la atmósfera desaparecida de Marte podría no estar realmente “desaparecida”. Podría estar ocultándose a simple vista.
El Misterio Detrás de la ‘Atmósfera Desaparecida’ de Marte
En términos estrictamente científicos, el estudio publicado por Joshua Murray y Oliver Jagoutz cuantificó los efectos de la alteración ultramáfica en el ciclo del carbono del Marte primitivo.
Calcularon la capacidad de las arcillas de la era Noácica para almacenar carbono orgánico. Sus cálculos, cuya parte numérica veremos más adelante, podrían ayudar a estimar el volumen del reservorio que sería utilizado como fuente de energía para misiones a largo plazo. Los resultados del estudio también ilustraron cómo las reacciones agua‑roca controlan la evolución atmosférica de los planetas.
Aunque todo esto puede sonar demasiado científico para el público general, lo que los científicos propusieron en su estudio fue que gran parte de la atmósfera desaparecida de Marte podría estar atrapada en la corteza cubierta de arcilla del planeta. Al profundizar en el origen del fenómeno, los investigadores destacaron la posibilidad de que el agua, mientras aún estaba presente en el planeta, se filtrara a través de ciertos tipos de roca y desencadenara una lenta cadena de reacciones que extraía progresivamente dióxido de carbono de la atmósfera y lo convertía en metano.
El metano era la forma de carbono que podía permanecer almacenada durante eones en la superficie arcillosa del planeta. Lo más útil de esta investigación para la comunidad científica interesada en Marte es la posibilidad de recuperar ese carbono marciano secuestrado y convertirlo en combustible para misiones futuras entre Marte y la Tierra.
Según el autor del estudio, Oliver Jagoutz, profesor de geología en el Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias (EAPS) del MIT:
“Este metano aún podría estar presente y quizá incluso usarse como fuente de energía en Marte en el futuro.”
La Importancia de Conocer la Historia del Planeta
Aunque la investigación y sus hallazgos tienen gran potencial para nuestro futuro, el avance no habría sido posible si los científicos no hubieran estudiado la historia y composición del planeta.
Los esfuerzos por desentrañar esa historia condujeron a varios conocimientos cruciales. Por ejemplo, algunas mediciones remotas de la superficie marciana sugirieron que al menos parte de la corteza del planeta contenía rocas ígneas ultramáficas. El proceso de formación de esas rocas era similar al que dio origen a las esmectitas en la Tierra.
La esmectita —un tipo de mineral arcilloso de superficie— es conocida por ser una trampa altamente eficaz para el carbono. Un solo grano de esmectita posee una multitud de pliegues donde el carbono puede permanecer sin alterarse durante miles de millones de años.
Los efectos de la alteración ultramáfica en Marte fueron análogos. Las arcillas de la era Noácica formadas por esa alteración podrían almacenar carbono orgánico. Hasta 1,7 bar de CO₂ podrían ser absorbidos en superficies arcillosas. Al combinar la metanogénesis abiótica con las mejores estimaciones del historial δ¹³C de Marte, los científicos predijeron un reservorio de entre 0,6 y 1,3 bar de CO₂ equivalente.
Los investigadores indagaron más a fondo en este fenómeno de rocas ultramáficas. Exploraron la posibilidad de que el agua reaccionara con las rocas ultramáficas profundas de Marte de modo que produjera las arcillas que hoy cubren la superficie. Su estudio los llevó a creer que la roca estaba rica en olivino.
También analizaron las perspectivas y el potencial de esas rocas ricas en olivino para almacenar carbono, lo que los llevó a afirmar que el olivino podría reaccionar con el agua que se filtra a través de la corteza. El olivino —un mineral rico en una forma reducida de hierro— podría haber ligado el oxígeno presente en el agua, liberando hidrógeno y formando el hierro oxidado rojo que le da al planeta su color.
Por último, el hidrógeno libre del agua se habría combinado con dióxido de carbono en el agua para formar metano.
El trabajo, apoyado en parte por la National Science Foundation, podría cambiar el juego, ya que los científicos involucrados realizaron varias afirmaciones significativas.
“En esta época de la historia de Marte, creemos que el CO₂ está en todas partes, en cada rincón y grieta, y el agua que percola a través de las rocas también está llena de CO₂.”
– Joshua Murray
Al profundizar en la importancia de la investigación, Bruce Jakosky, profesor emérito de geología en la Universidad de Colorado y investigador principal de la misión Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN), que orbita y estudia la atmósfera superior de Marte desde 2014, comentó:
“Murray y Jagoutz examinan la interacción química de las rocas con la atmósfera como un medio para eliminar CO₂. En el extremo superior de nuestras estimaciones de cuánto intemperismo ha ocurrido, este podría ser un proceso importante para retirar CO₂ de la atmósfera temprana de Marte.”
En resumen, la investigación excavó la historia del planeta rojo para entender a dónde se dirigió el CO₂ de una atmósfera temprana y más densa. La cuestión es indudablemente fundamental para comprender la atmósfera de Marte, su clima y la habitabilidad de microbios.
Además de las instituciones de investigación, hay empresas interesadas en explorar Marte. Una de ellas es SpaceX (SPCX ).
#1. SpaceX
Misión Marte de SpaceX trabaja con la visión de allanar el camino para hacer a la humanidad multiplanetaria. Elon Musk, el conocido fundador de SpaceX, una figura globalmente discutida en el ámbito de la exploración espacial y más allá, es inmensamente ambicioso con la misión marciana de su empresa.
“Quieres despertarte por la mañana y pensar que el futuro será grandioso, y eso es de lo que se trata una civilización espacial. Se trata de creer en el futuro y pensar que será mejor que el pasado. Y no se me ocurre nada más emocionante que salir allá y estar entre las estrellas.”
– Musk, mientras expone su visión
Solución Marciana de SpaceX: Starship
Starship es la nave espacial de SpaceX y el cohete Super Heavy combinados. El conjunto representa un sistema de transporte totalmente reutilizable diseñado para llevar tanto tripulación como carga a la órbita terrestre, la Luna, Marte y más allá. Ha ganado la reputación de ser el vehículo de lanzamiento más potente jamás desarrollado, capaz de transportar hasta 150 toneladas métricas reutilizables y 250 toneladas métricas desechables.
Los oficiales de SpaceX afirman que necesita seis meses para llegar a Marte y entrará en la atmósfera marciana a 7,5 kilómetros por segundo. Desacelerará aerodinámicamente. Puede repostarse en órbita, lo que le permite transportar hasta 100 toneladas a Marte.
Con una alta capacidad de reutilización incorporada, la nave cisterna tiene el potencial de reducir el costo de la misión, ya que el gasto principal sería el del oxígeno y el metano, un asunto de bajo coste en conjunto.
La razón por la que SpaceX se interesa en Marte es multidimensional. La compañía ve a Marte como uno de los vecinos habitables más cercanos a la Tierra con una luz solar decente. Aunque reconoce el frío del planeta, confía en poder calentarlo.
Sin embargo, según la admisión de Musk, la misión a Marte sigue siendo costosa. Según su propia publicación en X de principios de este mes:
“Actualmente cuesta alrededor de mil millones de dólares por tonelada de carga útil útil a la superficie de Marte. Eso debe mejorar a 100 000 $/tonelada para construir una ciudad autosuficiente allí, por lo que la tecnología necesita ser 10 000 veces mejor. Extremadamente difícil, pero no imposible.”
SpaceX colabora con la NASA. El 26 de septiembre de 2024, la NASA invitó al público a participar como invitados virtuales en el lanzamiento de la misión SpaceX Crew‑9, con el astronauta de la NASA Nick Hague, comandante, y el cosmonauta de Roscosmos Aleksandr Gorbunov, especialista de misión, que abordarían una nave Dragon de SpaceX, con lanzamiento no antes de la 1:17 p.m. EDT del sábado 28 de septiembre, desde el Complejo de Lanzamiento 40 en la Estación de la Fuerza Espacial de Cabo Cañaveral, Florida.
SpaceX es vista como una de las compañías privadas más cruciales y secretas, que pasó de $2 mil millones en ingresos a, según se informa, $9 mil millones en 2023 con una proyección de $15 mil millones en 2024 y $3 mil millones en ganancias.
#2. Blue Origin
Otra empresa que es famosa por operar en el mismo espacio de mercado que SpaceX es Blue Origin de Jeff Bezos. Trabaja con la misión de “construir una carretera al espacio para que nuestros hijos puedan construir el futuro”.
Fundada con la visión de permitir que millones de personas vivan y trabajen en el espacio en beneficio de la Tierra, Blue Origin imagina un futuro donde la humanidad pueda aprovechar los recursos ilimitados del espacio y trasladar las industrias nocivas más allá de nuestro planeta para preservar la Tierra—our blue origin.
La compañía ha dividido su visión en componentes de misión alcanzables, que incluyen aumentar el acceso al espacio mediante cohetes reutilizables, Desea desarrollar vehículos espaciales del futuro que serán nada más que vehículos de lanzamiento reutilizables y sistemas en el espacio que sean seguros, de bajo costo, y que sirvan a las necesidades de todos los clientes civiles, comerciales y de defensa.
La empresa ha estado probando en vuelo su cohete New Shepard y sus sistemas de seguridad redundantes desde 2012. Ha realizado 22 misiones consecutivas exitosas hasta la fecha, incluidas tres pruebas de escape exitosas. La compañía cree que la reutilización operativa es la única forma de reducir el costo de acceso al espacio, y tanto sus soluciones —New Shepard como New Glenn— han sido diseñadas con la reutilización en mente desde el principio.
Cabe mencionar que el Programa de Servicios de Lanzamiento (LSP) de la NASA otorgó a New Glenn el contrato para la misión ESCAPADE (Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers), parte del programa Small Innovative Missions for Planetary Exploration (SIMPLEx) de la NASA, una misión de dos naves para estudiar la magnetosfera de Marte.
Según los últimos informes disponibles, Blue Origin ha recaudado $596,4 M en 8 rondas hasta ahora, siendo la última ronda una subvención — VII por $34,7 M el 25 de julio de 2023.
Conclusiones
No cabe duda de que los líderes empresariales más visionarios del mundo están explorando Marte. Al mismo tiempo, las mejores instituciones de investigación y agencias espaciales de numerosos países también están involucradas. El objetivo es establecer una ruta segura y rentable hacia Marte.
Sin embargo, cada una de las partes interesadas es consciente de que el éxito depende de una comprensión eficaz de los eventos pasados que han ocurrido en el planeta. Según la admisión oficial de la NASA, la agencia, a lo largo de los años, “ha llevado a cabo un esfuerzo sistemático para determinar la historia temprana de Marte y cómo puede ayudarnos a comprender la formación y evolución de mundos habitables, incluida la Tierra”.
Sin embargo, dichos esfuerzos requerirían más recursos, tanto financieros como intelectuales. Por ejemplo, el Programa de Retorno de Muestras lanzado por la NASA, que busca diseños innovadores para devolver valiosas muestras de Marte a la Tierra, será una de las misiones más complejas que la NASA haya emprendido. Tiene un presupuesto de 11 mil millones de dólares.
Según el Administrador de la NASA, Bill Nelson:
“Aterrizar y recolectar las muestras de forma segura, lanzar un cohete con muestras de otro planeta —algo que nunca se había hecho— y transportar las muestras más de 33 millones de millas de regreso a la Tierra no es una tarea menor. Necesitamos pensar fuera de lo convencional para encontrar una vía que sea asequible y que devuelva las muestras en un plazo razonable.”
Con todas estas gigantescas misiones en marcha, también hay que recordar que la asignación de fondos a programas espaciales tentativos podría significar una escasez de recursos en los esfuerzos por hacer que nuestro planeta Tierra sea sostenible. Se debe lograr un equilibrio donde las misiones espaciales beneficien a la Tierra y a sus habitantes, a la civilización humana, al reino animal y a la abundante naturaleza que nos rodea.
