La necesidad de buscar hielo bajo la superficie surge porque el agua líquida no es estable en la superficie marciana: la atmósfera es tan delgada que el agua se vaporiza inmediatamente, hay mucho hielo en los polos marcianos (en su mayor parte compuesto de agua, aunque también se puede encontrar dióxido de carbono o hielo seco), pero esas regiones son demasiado frías para que los astronautas (o robots) sobrevivan por mucho tiempo.
Ahí es donde entra en juego el proyecto de mapeo de hielo de agua subsuperficial, financiado por la NASA. SWIM, como se le conoce, lanzó recientemente su cuarto conjunto de mapas, el más detallado desde que comenzó el proyecto en 2017.
En este sentido, vale decir que el hielo enterrado será un recurso vital para las primeras personas que pisen Marte, ya que servirá como agua potable y un ingrediente clave para el combustible para cohetes. Pero también sería un objetivo científico importante: los astronautas o los robots algún día podrían perforar núcleos de hielo de la misma manera que lo hacen los científicos en la Tierra, descubriendo la historia climática de Marte y explorando hábitats potenciales (pasados o presentes) para la vida microbiana.
Dirigido por el Instituto de Ciencias Planetarias en Tucson, Arizona, y administrado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California, SWIM reúne datos de varias misiones de la NASA, incluido el Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), 2001 Mars Odyssey y el ahora inactivo Mars o Topógrafo global, utilizando una combinación de conjuntos de datos, los científicos han identificado los lugares más probables para encontrar hielo marciano a los que se podría acceder desde la superficie en futuras misiones.
Los instrumentos de estas naves espaciales han detectado lo que parecen masas de agua congelada bajo la superficie a lo largo de las latitudes medias de Marte. Las latitudes medias del norte son especialmente atractivas porque tienen una atmósfera más espesa que la mayoría de las otras regiones del planeta, lo que hace que sea más fácil frenar una nave espacial en descenso. Los lugares ideales para el aterrizaje de astronautas serían un punto ideal en el extremo sur de esta región, lo suficientemente al norte para que haya hielo pero lo suficientemente cerca del ecuador para garantizar las temperaturas más cálidas posibles para los astronautas en una región helada.
El mapa SWIM muestra hielo de agua subterráneo en Marte: las áreas azules en este mapa de Marte son regiones donde las misiones de la NASA han detectado hielo de agua subterráneo (desde el ecuador hasta los 60 grados de latitud norte). Los científicos pueden utilizar el mapa, que forma parte del proyecto Subsurface Water Ice Mapping, para decidir dónde deberían aterrizar los primeros astronautas que pisaron el Planeta Rojo. Créditos: NASA/JPL-Caltech/Planetary Science Institute.
“Si envías humanos a Marte, querrás acercarlos lo más posible al ecuador”, dijo Sydney Do, director del proyecto SWIM del JPL. “Cuanta menos energía tengas que gastar en mantener calientes a los astronautas y su equipo de apoyo, más tendrás para otras cosas que necesitarán”.
CONSTRUYENDO UN MAPA MEJOR
Estos mapas globales de Marte muestran la probable distribución del hielo de agua enterrado dentro de los 3 pies (1 metro) superiores de la superficie de Marte y representan los datos más recientes del proyecto SWIM.
Las iteraciones anteriores del mapa se basaban en generadores de imágenes de menor resolución, radares, cartógrafos térmicos y espectrómetros, todos los cuales pueden dar pistas sobre el hielo enterrado pero no pueden confirmar directamente su presencia o cantidad. Para este último mapa SWIM, los científicos confiaron en dos cámaras de mayor resolución a bordo de MRO. Los datos de la cámara de contexto se utilizaron para refinar aún más los mapas del hemisferio norte y, por primera vez, se incorporaron datos de HiRISE (Experimento científico de imágenes de alta resolución) para proporcionar la perspectiva más detallada de la línea límite del hielo lo más cerca posible del ecuador.
Los científicos utilizan habitualmente HiRISE para estudiar nuevos cráteres de impacto causados por meteoritos que pueden haber excavado trozos de hielo. La mayoría de estos cráteres no tienen más de 33 pies (10 metros) de diámetro, aunque en 2022 HiRISE capturó un cráter de impacto de 492 pies (150 metros de ancho) que reveló una veta madre de hielo que se había estado escondiendo debajo de la superficie.
“Estos impactos reveladores de hielo proporcionan una forma valiosa de verdad sobre el terreno, ya que nos muestran lugares donde la presencia de hielo terrestre es inequívoca”.”, dijo Gareth Morgan, codirector de SWIM en el Instituto de Ciencias Planetarias. “Luego podremos utilizar estas ubicaciones para comprobar que nuestros métodos cartográficos son sólidos”.
El cráter de impacto que expone el hielo en el centro de esta imagen es un ejemplo de lo que los científicos buscan cuando mapean los lugares donde los futuros astronautas deberían aterrizar en Marte.
Además de los impactos que exponen el hielo, el nuevo mapa incluye avistamientos realizados por HiRISE del llamado “terreno poligonal”, donde la expansión y contracción estacional del hielo subterráneo hace que el suelo forme grietas poligonales. Ver estos polígonos extendiéndose alrededor de cráteres de impacto frescos llenos de hielo es otra indicación de que hay más hielo escondido debajo de la superficie en estos lugares.
También hay otros misterios que los científicos pueden utilizar el mapa para estudiar.
“La cantidad de hielo de agua que se encuentra en lugares de las latitudes medias marcianas no es uniforme; algunas regiones parecen tener más que otras, y nadie sabe realmente por qué”, dijo Nathaniel Putzig, otro codirector de SWIM en el Instituto de Ciencias Planetarias. “El mapa SWIM más nuevo podría conducir a nuevas hipótesis sobre por qué ocurren estas variaciones”. Añadió que también podría ayudar a los científicos a modificar los modelos de cómo evolucionó el antiguo clima marciano con el tiempo, dejando mayores cantidades de hielo depositadas en algunas regiones y menores cantidades en otras.
Los científicos de SWIM esperan que el proyecto sirva como base para una propuesta de misión Mars Ice Mapper: un orbitador que estaría equipado con un potente radar diseñado a medida para buscar hielo cercano a la superficie más allá de donde HiRISE ha confirmado su presencia.
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