Espacio
Encontrando la atmósfera de Marte – Entender los eventos pasados es clave para lograr la colonización
La exploración espacial es una oportunidad de un billón de dólares. Según estimaciones de McKinsey, la economía espacial global será de 1,8 billones de dólares para 2035 (ajustado por inflación), frente a 630 mil millones en 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 los datos sobre Marte y su comportamiento ha llevado a más estudios centrados en la posible construcción en Marte. Pero antes de profundizar en la investigación más reciente sobre la comprensión de Marte, hagamos una breve reseña de cómo ha progresado la misión a Marte a lo largo del tiempo.
Una breve historia de misiones importantes a Marte
More than hace más de cinco décadas, in 1965, NASA’s Mariner 4 arrived on Mars and sent 21 photos of the planet back to Earth.Six years later, in 1971, the USSR’s Mars 3 lander completed a soft landing on Mars. In the same year, NASA’s Mariner 9 discovered volcanoes and Valles Marineris, and while capturing thousands of photos, it eventually sent them back from Mars’ orbit.
Fuente: NASA
In 1976 Viking 1 and Viking 2 arrived on Mars and sent their landers to the surface. While each spacecraft could safely return years of data, they could not prove the existence of microorganisms on Mars.
After 1976, it took over two decades to achieve a significant breakthrough in Mission Mars. It was in 1997 that NASA’s Pathfinder lander and Sojourner rover arrived on the surface of Mars.
Fuente: Research Gate
In 2001 NASA’s Mars Odyssey commenced. So far, it has been one of the most significant endeavors focused on Mars with more than two decades of relaying data from the red planet to Earth.
Journeys to Mars have not remained limited to the efforts of the United States. Many other countries have joined the trail in the subsequent years. For instance, in 2014, India’s Orbiter mission arrived on Mars. In 2021, the UAE’s first interplanetary mission, the Hope Orbiter, arrived at Mars. In 2021, China’s Tianwen-1 mission arrived in orbit. Three months later, China was successful in its deployment of the lander and rover.
As it stands now, a host of countries and companies are heavily engaged in their respective missions to know Mars better. Reputed research organizations are doing their best as well. One such is the mission undertaken by MIT, whose latest study shows that Mars’ missing atmosphere might not be ‘missing.’ It could be hiding in plain sight.
El misterio detrás de la ‘atmósfera desaparecida’ de Marte
To speak in strictly scientific terms, the study, published by Joshua Murray and Oliver Jagoutz, quantified the effects of ultramafic alteration on the carbon cycle of early Mars.
They calculated the capacity of Noachian-age clays to store organic carbon. Their calculations, the numerical part of which we will see later, could help calculate the volume of the reservoir that would be used as an energy source for long-term missions. The results of the study also illustrated the control of water-rock reactions on the atmospheric evolution of planets.
While all these might sound too scientific for the common man to understand and comprehend, what the scientists proposed through their study was that much of Mars’ missing atmosphere could be locked up in the planet’s clay-covered crust. Further elaborating on the origin of the phenomenon, the scientists highlighted the possibility of water, while it was still present on the planet, trickling through certain rock types and setting off a slow chain of reactions that progressively drew carbon dioxide out of the atmosphere and converted it into methane.
Methane was the form of carbon that could stay stored for eons on the planet’s clay surface. What was the most useful outcome of this research for the scientific community interested in Mars was the possibility of this sequestered Martian carbon being recovered and converted into propellant to fuel future missions between Mars and Earth.
Según el autor del estudio Oliver Jagoutz, profesor de geología en el Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias (EAPS):
“Este metano aún podría estar presente e incluso usarse como fuente de energía en Marte en el futuro.”
La importancia de conocer la historia del planeta
Mientras la investigación y sus hallazgos tienen un gran potencial para nuestro futuro, el avance no podría haberse logrado por los científicos si no hubieran estudiado la historia y composición del planeta.
Los esfuerzos por descubrir esta historia llevaron a varios conocimientos cruciales. Por ejemplo, algunas mediciones remotas de la superficie de Marte sugirieron que al menos parte de la corteza del planeta contenía rocas ígneas ultramáficas. El proceso de formación de estas rocas era similar al que llevó a la producción de 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 similares. Las arcillas de la era Noaciana formadas por esta alteración podrían almacenar carbono orgánico. Hasta 1,7 bar de CO2 podrían ser absorbidos plausiblemente en superficies arcillosas. Al combinar la metanogénesis abiótica con las mejores estimaciones de la historia δ13C de Marte, los científicos predijeron un reservorio de 0,6 a 1,3 bar de CO2 equivalente.
Los científicos indagaron más a fondo este fenómeno de rocas ultramáficas. Exploraron la posibilidad de que el agua reaccionara con las rocas ultramáficas profundas de Marte de manera que produjera arcillas que hoy cubren la superficie. Su investigación los llevó a creer que la roca era rica en el mineral olivino.
También examinaron las perspectivas y el potencial de estas rocas ricas en olivino para almacenar carbono, lo que los llevó a afirmar la posibilidad de que el olivino reaccione con el agua que se filtra a través de la corteza. El olivino, al ser un mineral rico en una forma reducida de hierro, podría haber ligado el oxígeno presente en el agua, liberando hidrógeno como resultado y formando el hierro oxidado rojo, que le da al planeta su color.
Por último, el hidrógeno libre del agua se habría combinado con el dióxido de carbono en el agua para formar metano.
El trabajo, apoyado en parte por la National Science Foundation, podría ser un cambio de juego ya que los científicos involucrados hicieron múltiples afirmaciones significativas.
“En este momento 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 elaborar 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 ha estado orbitando y estudiando la atmósfera superior de Marte desde 2014, dijo lo siguiente:
“Murray y Jagoutz examinan la interacción química de las rocas con la atmósfera como un medio para eliminar CO2. En el extremo alto de nuestras estimaciones de cuánto intemperismo ha ocurrido, esto podría ser un proceso importante para eliminar CO2 de la atmósfera temprana de Marte.”
En resumen, la investigación excavó la historia del planeta rojo para entender a dónde se fue el CO2 de una atmósfera temprana y más densa. La pregunta es indudablemente fundamental para comprender la atmósfera de Marte, su clima y la habitabilidad de los microbios.
Además de las instituciones de investigación, hay empresas interesadas en explorar Marte. Una de esas empresas es SpaceX.
#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 campo de la exploración espacial y más allá, es inmensamente ambicioso con la misión Marte de su empresa.
“Quieres despertarte por la mañana y pensar que el futuro será grandioso, y eso es de lo que se trata ser una civilización espacial. Se trata de creer en el futuro y pensar que el futuro será mejor que el pasado. Y no se me ocurre nada más emocionante que salir allí y estar entre las estrellas.”
– Musk, mientras describía su visión
Solución de SpaceX para Marte: Starship
Starship es la nave espacial de SpaceX y el cohete Super Heavy combinados. La combinación se presenta como un sistema de transporte totalmente reutilizable diseñado para transportar 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 poderoso del mundo jamás desarrollado, capaz de transportar hasta 150 toneladas métricas totalmente reutilizables y 250 toneladas métricas desechables.
Los oficiales de SpaceX afirman que tiene seis meses para llegar a Marte y entrará en la atmósfera marciana a 7,5 kilómetros por segundo. Desacelerará aerodinámicamente. Es capaz de reabastecimiento 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 costo principal sería solo el del oxígeno y el metano, una operación de bajo costo en conjunto.
La razón por la que SpaceX está interesado en Marte es multidimensional. La empresa 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 calentarlo.
Sin embargo, según la admisión de Musk, la misión a Marte sigue siendo una empresa costosa. Según su propia publicación en X de la primera mitad de este mes:
“Actualmente cuesta alrededor de mil millones de dólares por tonelada de carga útil útil a la superficie de Marte. Eso necesita mejorarse a 100 000 dólares/tonelada para construir una ciudad autosuficiente allí, por lo que la tecnología debe ser 10 000 veces mejor. Extremadamente difícil, pero no imposible.”
SpaceX trabaja en colaboración con la NASA. El 26 de septiembre de 2024, NASA invitó al público a participar como invitados virtuales en el lanzamiento de la misión SpaceX Crew-9 de la agencia, ya que el astronauta de la NASA Nick Hague, comandante, y el cosmonauta de Roscosmos Aleksandr Gorbunov, especialista de misión, iban a embarcarse en un vuelo a bordo de una nave SpaceX Dragon, con lanzamiento no antes de la 1:17 p.m. EDT del sábado 28 de septiembre, desde el Complejo de Lanzamiento Espacial-40 en la Estación de la Fuerza Espacial de Cabo Cañaveral en Florida.
SpaceX es vista como una de las empresas privadas más cruciales y secretas, que pasó de unos ingresos no rentables de 2 mil millones de dólares 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 opera famosamente 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 a millones de personas vivir y trabajar en el espacio en beneficio de la Tierra, Blue Origin imagina un futuro donde la humanidad pueda aprovechar los recursos ilimitados del espacio y reubicar las industrias nocivas más allá de nuestro planeta para preservar la Tierra—nuestro origen azul.
La empresa ha dividido su visión en componentes de misión alcanzables que incluyen aumentar el acceso al espacio mediante cohetes reutilizables, Quiere desarrollar vehículos espaciales del futuro que serán nada más que vehículos de lanzamiento reutilizables y sistemas espaciales 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 ahora, incluyendo tres pruebas de escape exitosas. La empresa cree que la reutilización operativa es la única forma de reducir el costo de acceso al espacio, y ambas soluciones — New Shepard y New Glenn — han sido diseñadas con la reutilización en mente desde el principio.
Cabe mencionar aquí que el Programa de Servicios de Lanzamiento (LSP) de la NASA otorgó a New Glenn el contrato Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers (ESCAPADE), parte del programa NASA Small Innovative Missions for Planetary Exploration (SIMPLEx), una misión de dos naves espaciales para estudiar la magnetosfera de Marte.
Según los últimos informes disponibles, Blue Origin ha recaudado 596,4 millones de dólares en 8 rondas hasta ahora, siendo la última ronda de financiación una subvención — VII por 34,7 millones de dólares el 25 de julio de 2023.
Reflexiones finales
No hay 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 muchos países también están involucradas. El objetivo es establecer una ruta segura y rentable hacia Marte.
Sin embargo, cada uno de los interesados es bien consciente de que el éxito depende de una comprensión efectiva 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, tales 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 las muestras de otro planeta — lo que nunca se ha hecho antes — y transportar las muestras de forma segura más de 33 millones de millas de regreso a la Tierra no es una tarea menor. Necesitamos pensar fuera de la caja para encontrar un camino que sea tanto asequible como que devuelva las muestras en un plazo razonable.”
Con todas estas gigantescas misiones en marcha, también hay que recordar que la asignación de fondos para 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 signifiquen beneficios para la Tierra y sus habitantes, la civilización humana, el reino animal y la abundante naturaleza que nos rodea.
