InSight de la NASA tiene un termómetro para Marte

Escaladores ambiciosos, olvídate del Monte Everest. Soñar con Marte.

El planeta rojo tiene algunas de las montañas más altas del sistema solar. Que incluyen Olympus Mons, un volcán casi tres veces más alto que el Everest. Limita con una región llamada la meseta de Tharsis, donde tres volcanes igualmente impresionantes dominan el paisaje.

Pero, ¿qué procesos geológicos crearon estas características en la superficie marciana? Los científicos se lo han preguntado durante mucho tiempo, y pronto sabrán más.

La NASA y DLR (Centro Aeroespacial Alemán) planean tomar la temperatura del planeta por primera vez, midiendo cómo el calor fluye fuera del planeta e impulsa esta impresionante geología. La detección de este escape de calor será una parte crucial de una misión llamada InSight (Exploración interior utilizando investigaciones sísmicas, geodesia y transporte de calor), gestionada por el Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Pasadena, California.

El módulo de aterrizaje InSight Mars de la NASA llevará un instrumento único capaz de medir el calor que fluye fuera del planeta. Eso podría arrojar luz sobre cómo las montañas masivas de Marte - que eclipsan el Monte. Everest aquí en la Tierra - primero formado. Crédito: NASA / JPL-Caltech.

InSight será la primera misión en estudiar el interior profundo de Marte, utilizando su instrumento Heat Flow y Physical Properties Package (HP3) para medir el calor mientras se conduce desde el interior a la superficie del planeta. Esta energía fue capturada en parte cuando Marte se formó hace más de 4 mil millones de años, conservando un registro de su creación. Esa energía también se debe a la descomposición de elementos radiactivos en el interior rocoso.

La forma en que el calor se mueve a través del manto y la corteza de un planeta determina qué características superficiales tendrá, dijo Sue Smrekar de JPL, la investigadora principal adjunta de la misión y la subdirectora de HP3.

"La mayor parte de la geología del planeta es resultado del calor", dijo Smrekar. "Las erupciones volcánicas en el pasado antiguo fueron impulsadas por el flujo de este calor, empujando y construyendo las imponentes montañas por las que es famoso Marte".

“Mole” un excavador para Marte

Si bien los científicos han modelado la estructura interior de Marte, InSight brindará la primera oportunidad de encontrar la realidad del terreno, literalmente mirando debajo del suelo.

HP3, construido y operado por DLR, se colocará en la superficie marciana después de que InSight aterrice el 26 de noviembre de 2018. Una sonda llamada mole golpeará el suelo, enterrándose y arrastrando una cuerda detrás de él. Los sensores de temperatura integrados en esta atadura medirán el calor interno natural de Marte.

Esa no es una tarea fácil. El “topo” debe excavar lo suficientemente profundo como para escapar de los amplios cambios de temperatura de la superficie marciana. Incluso el propio "calor corporal" de la nave espacial podría afectar las lecturas súper sensibles de HP3.

InSight realizando la exploración interior usando la investigación sísmica, geodesia y la transferencia de calor. Crédito: NASA/JPL

"Si el topo se atasca más arriba de lo esperado, aún podemos medir la variación de temperatura", dijo el líder de investigación de HP3 Tilman Spohn de DLR. "Nuestros datos tendrán más ruido, pero podemos restar las variaciones climáticas diarias y estacionales al compararlas con las mediciones de temperatura del suelo".

Además de excavar, mole emitirá pulsos de calor. Los científicos estudiarán la rapidez con que el “topo” calienta la roca circundante, lo que les permite descubrir qué tan bien el calor es conducido por los granos de roca en el lugar de aterrizaje. Los granos empacados densamente conducen mejor el calor, una parte importante de la ecuación para determinar la energía interna de Marte.

Cocinar un nuevo planeta

Para un ejemplo de flujo de calor planetario, imaginarse una olla de agua en una estufa.

A medida que el agua se calienta, se expande, se vuelve menos densa y se eleva. El agua más fría y más densa se hunde en el fondo, donde se calienta. Este ciclo de frío a calor se llama convección. Lo mismo sucede dentro de un planeta, batiendo rocas durante millones de años.

Del mismo modo que la expansión de las burbujas puede empujar la tapa de una olla, los volcanes son tapas que se desprenden de la parte superior de un mundo. Forman la superficie de un planeta en el proceso. La mayor parte de la atmósfera en planetas rocosos se forma cuando los volcanes expulsan el gas desde las profundidades. Se cree que algunos de los lechos de ríos secos más grandes de Marte se formaron cuando los volcanes Tharsis arrojaron gas a la atmósfera. Ese gas contenía vapor de agua, que se enfrió en líquido y pudo haber formado los canales que rodean a Tharsis.

Objetivo de la zona de aterrizaje de InSight junto a otras zonas de aterrizaje de la NASA. Crédito: NASA / JPL-Caltech

Cuanto más pequeño es el planeta, más rápido pierde su calor original. Como Marte tiene solo un tercio del tamaño de la Tierra, la mayor parte de su calor se perdió al principio de su historia. La mayoría de la actividad geológica marciana, incluido el vulcanismo, se produjo en los primeros mil millones de años del planeta.

"Queremos saber qué impulsó el volcanismo temprano y el cambio climático en Marte", dijo Spohn. "¿Con cuánto calor comenzó Marte? ¿Cuánto le quedaba para conducir su vulcanismo?"

Los orbitadores de la NASA les han dado a los científicos una vista "macro" del planeta, lo que les permite estudiar la geología marciana desde arriba. HP3 ofrecerá una primera mirada al interior de Marte.

"Los planetas son como un motor, impulsados por el calor que mueve sus partes internas", dijo Smrekar. "Con HP3, vamos a levantar el capó en el motor de Marte por primera vez".

Lo que los científicos aprenden durante la misión InSight no solo se aplicará a Marte. Les enseñará cómo se formaron todos los planetas rocosos, incluida la Tierra, su Luna e incluso planetas en otros sistemas solares.

Más información sobre InSight está en:

https://mars.nasa.gov/insight