22/Abr/08

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El radar sobre Marte devela una 3D del planeta

El radar sónico de la Mars Express de la ESA, MARSIS, miró por debajo de la superficie marciana e inauguró la tercera dimensión para la exploración planetaria

Depósitos en capas en el polo sur (SPLD) de Marte. El experimento del radar de la sonda Mars Express, MARSIS, fue diseñado para penetrar en profundidad y ha cumplido su promesa. La figura arriba (sector central) muestra la base de SPLD a 3,7 km de profundidad, el punto grabado más profundo. Por contraste, el Radar Subterráneo Superficial (SHARAD), sobre el Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA, diseñado como un radar de alta resolución para una penetración máxima de 1 km tiene dificultades para detectar la base de SPLD. Los dos instrumentos son complementarios y trabajan en conjunto para descubrir los secretos escondidos de Marte.

Créditos: MARSIS: ESA / NASA / ASI / JPL - Caltech / Universidad de Roma; SHARAD: NASA / JPL - CalTech / ASI / Universidad de Roma / Universidad Washington en St. Louis

No importa qué tan exacta pueda ser una cámara, sólo puede trazar un mapa de la superficie de un planeta. Para obtener información de lo que está por debajo, los científicos planetarios del pasado habrían pensado que era necesario aterrizar en la superficie y empezar a cavar. Pero eso sólo estaría bien para un único sitio en un gran planeta y para los primeros pocos decímetros de la superficie.

El radar sónico está inaugurando la tercera dimensión para la exploración planetaria. Probado por primera vez sobre Marte, el éxito de la técnica está estimulando a los científicos a pensar en todos los demás lugares en el Sistema Solar donde le gustaría usar esos radares sónicos. Créditos: Jason Craig / JPL

Para obtener una imagen global de la superficie, ellos necesitan de un radar sónico, como el Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding (MARSIS), para encontrar los mejores sitios donde vayan a cavar los futuros aterrizajes.

MARSIS fue un experimento en toda el significado de la palabra. "Era un salto hacia lo desconocido", dice Ali Safaeinili, co-investigador de MARSIS en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL), California, EE.UU.

Nunca antes nadie había utilizado un radar sónico desde la órbita de otro planeta. De modo que el equipo ni siquiera estaba seguro de que funcionara como se esperaba. El subsuelo del planeta podría haber sido demasiado opaco a las ondas del radar, o los niveles superiores de la atmósfera marciana (ionosfera) podrían haber distorsionado demasiado la señal para que fuera útil. Por fortuna, nada de eso ocurrió.

"Hemos demostrado que las capas polares en Marte son principalmente hielo de agua, y hemos realizado un inventario de modo que ahora sabemos exactamente cuánta agua hay", dice Roberto Orosei, principal investigador suplente de MARSIS, IASF-INAF, Italia.

A la izquierda, una imagen del experimento MARSIS completamente desplegado a bordo del orbitador de la ESA, el Mars Express. Sus dos alas de 20 metros y los brazos de 7 metros se abren hacia afuera y quedan ajustados en su lugar. El experimento MARSIS hará un mapa de la estructura subterránea marciana a una profundidad de unos pocos kilómetros. La antena de 40 metros de largo (dos alas) del instrumento enviará ondas de radio de baja frecuencia hacia el planeta, que serán reflejadas por cualquier superficie que encuentren. Créditos: ESA

Armado con una mejor comprensión sobre cómo trabajan los radares sónicos planetarios, el equipo de MARSIS está empezando a mirar más allá en el Sistema Solar, a otros cuerpos que pueden beneficiarse con la investigación mediante el radar. Una meta obvia es Europa, la luna helada de Júpiter.

Un experimento del tipo MARSIS en órbita alrededor de Europa podría sondear su corteza helada para ayudar a comprender las desconcertantes características que vemos en la superficie. Incluso podría ver la zona al final del hielo donde se espera que comience un océano.

En Titán, la luna de Saturno, el radar podría penetrar y medir la profundidad de los lagos de hidrocarburo que la sonda Cassini ha detectado. También podría explorar la estructura debajo de los enigmáticos géiseres que la Cassini observó sobre otro de los satélites de Saturno, Encelado. "Los radares sónicos son muy adecuados para explorar los mundos helados", dice Orosei.

Vídeo en WMV El principio científico del radar utilizado por MARSIS se basa en la detección de ondas de radio reflejadas por los límites entre diferentes materiales. Mediante el análisis de estos ecos, es posible deducir información sobre la clase de material que causa el eco, así como estimar su composición y estado físico.

Los diferentes materiales son caracterizados por su "constante dieléctrica", que es la manera específica en que interactúan con una radiación electromagnética, como las ondas de radio. Cuando una onda de radio cruza el límite entre las diferentes capas de material, se genera un eco que carga una especie de huella digital de los materiales específicos. Aquí se ven los extremos de la antena de MARSIS cuando reciben el reflejo de las señales. La línea punteada en rojo señala el borde de la ionosfera de Marte.

Pero no solamente para las lunas heladas. Los asteroides y los cometas podrían ser totalmente explorados por un radar sónico, producir mapas tridimensionales de su interior -quizás sean exactamente los datos que necesitaremos si, algún día, tenemos que desviar alguno en su camino hacia la Tierra.

MARSIS ha servido como un excelente ejemplo de colaboración internacional entre Europa y América. Cada vez más, esas colaboraciones serán un rasgo positivo de la exploración conjunta del espacio.

La técnica MARSIS podría resultar inestimable a la hora de estudiar la estabilidad de las láminas de hielo antártico aquí, sobre la Tierra.

Fuente: ESA. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard