Orbitadores Artificiales de Marte - MAVEN

Actualización a Septiembre 2018

Enero 2018

Tormentas de polvo vinculadas al escape de gas de la atmósfera de Marte.

Algunos expertos en Marte esperan ansiosos la tormenta de polvo, que se estima que este año crezca tanto que oscurezca los cielos alrededor de todo el Planeta Rojo.

Un estudio publicado esta semana en base a observaciones del Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) de la NASA durante la tormenta de polvo global marciana que se desarrolló en 2007, sugiere que tales tormentas juegan un papel en el proceso de escape de gas desde la parte superior de la atmósfera de Marte. . Ese proceso hace mucho tiempo transformó al antiguo planeta Marte, más cálido y húmedo, en el árido y congelado planeta de estos dias.

Dos imágenes de 2001 de la Mars Orbiter Camera en el orbitador Mars Global Surveyor de la NASA muestran un cambio dramático en la apariencia del planeta cuando la neblina levantada por la actividad de la tormenta de polvo en el sur se distribuyó globalmente. Las imágenes fueron tomadas con un mes de diferencia. NASA / JPL-Caltech / MSSS.

"Encontramos que hay un aumento en el vapor de agua en la atmósfera media en relación con las tormentas de polvo", dijo Nicholas Heavens de la Universidad de Hampton, Virginia, autor principal del informe en Nature Astronomy. "El vapor de agua se eleva con la misma masa de aire elevándose con el polvo".

Un vínculo entre la presencia de vapor de agua en la atmósfera media de Marte - aproximadamente 30 a 60 millas (50 a 100 kilómetros) de altura - y el escape de hidrógeno desde la parte superior de la atmósfera ha sido detectado por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA y el Orbitador Mars Express de la Agencia Espacial, pero principalmente en años sin los dramáticos cambios producidos en una tormenta de polvo global. La misión MAVEN de la NASA llegó a Marte en 2014 para estudiar el proceso de escape de la atmósfera.

El aumento de aire durante una tormenta de polvo global de 2007 en Marte inyectó vapor de agua en la atmósfera media del planeta, los investigadores aprendieron de los datos derivados de las observaciones del instrumento Mars Climate Sounder en el Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA. NASA / JPL-Caltech / Hampton Univ.

"Sería grandioso tener una tormenta de polvo global que pudiéramos observar con todos los recursos ahora en Marte, y eso podría suceder este año", dijo David Kass del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California. Es coautor del nuevo informe e investigador principal adjunto del instrumento que es la principal fuente de datos para él, Mars Climate Sounder de MRO.

No todos los observadores de Marte están encantados con la idea de una tormenta de polvo global, que puede afectar adversamente las misiones en curso. Por ejemplo: Opportunity, como un robot de energía solar, tendría que agacharse para ahorrar energía; los próximos parámetros del módulo de aterrizaje de InSight tendrían que ajustarse para la entrada, el descenso y el aterrizaje seguros en noviembre; y todas las cámaras en rovers y orbitadores tendrían que lidiar con baja visibilidad.

Las décadas de observaciones de Marte documentan un patrón de múltiples tormentas de polvo regionales que surgen durante la primavera y el verano del norte. En la mayoría de los años marcianos, que son casi dos veces más largos que los años terrestres, todas las tormentas regionales se disipan y ninguna se convierte en una tormenta de polvo global. Pero dicha expansión ocurrió en 1977, 1982, 1994, 2001 y 2007. Se espera que la próxima temporada de tormenta de polvo marciana comience este verano y se prolongue hasta principios de 2019.

El Mars Climate Sounder en MRO puede explorar la atmósfera para detectar directamente el polvo y las partículas de hielo y puede detectar indirectamente las concentraciones de vapor de agua a partir de los efectos sobre la temperatura. Cielos y coautores del nuevo documento informan que los datos de la sonda muestran ligeros aumentos en el vapor de agua de la atmósfera media durante las tormentas de polvo regionales y revelan un salto brusco en la altitud alcanzada por el vapor de agua durante la tormenta de polvo global de 2007. Utilizando métodos de análisis recientemente refinados para los datos de 2007, los investigadores encontraron un aumento en el vapor de agua en más de cien veces en la atmósfera media durante esa tormenta global.

Antes de que MAVEN llegara a Marte, muchos científicos esperaban ver que la pérdida de hidrógeno desde la parte superior de la atmósfera ocurriera a un ritmo constante, con una variación vinculada a los cambios en el flujo de partículas cargadas del viento solar desde el Sol. Los datos de MAVEN y Mars Express no se ajustan a ese patrón, sino que muestran un patrón que parece estar más relacionado con las estaciones marcianas que con la actividad solar. Los cielos y los coautores presentan el levantamiento de las tormentas de polvo de vapor de agua a mayores altitudes como una posible clave para el patrón estacional en el escape de hidrógeno de la parte superior de la atmósfera. Las observaciones de MAVEN durante los efectos más fuertes de una tormenta de polvo global podrían impulsar la comprensión de su posible vínculo con el escape de gas de la atmósfera.

Julio 2018

La nave espacial MAVEN de la NASA encuentra que los electrones "robados" permiten una Aurora inusual en Marte.

Las auroras aparecen en la Tierra como pantallas fantasmales de luz colorida en el cielo nocturno, generalmente cerca de los polos. Nuestro vecino rocoso Marte también tiene auroras, y la nave espacial MAVEN de la NASA acaba de encontrar un nuevo tipo de aurora marciana que ocurre durante gran parte del día del Planeta Rojo, donde las auroras son muy difíciles de ver.

Las auroras se encienden cuando partículas energéticas se sumergen en la atmósfera de un planeta, bombardean gases y los hacen brillar. Mientras que los electrones generalmente causan este fenómeno natural, en ocasiones los protones pueden provocar la misma respuesta, aunque es más raro. Ahora, el equipo MAVEN ha aprendido que los protones estaban haciendo en Marte lo mismo que los electrones en la Tierra: crear aurora. Esto es especialmente cierto cuando el Sol eyecta un pulso particularmente fuerte de protones, que son átomos de hidrógeno despojados de sus electrones solitarios por el intenso calor. El Sol expulsa protones a velocidades de hasta dos millones de millas por hora (más de 3 millones de km/hora) en un flujo errático llamado viento solar.

Esta animación muestra una aurora de protones en Marte. Primero, un protón de viento solar se acerca a Marte a gran velocidad y se encuentra con una nube de hidrógeno que rodea el planeta. El protón roba un electrón de un átomo de hidrógeno marciano, convirtiéndose así en un átomo neutral. El átomo pasa a través del arco, un obstáculo magnético que rodea a Marte, porque las partículas neutras no se ven afectadas por los campos magnéticos. Finalmente, el átomo de hidrógeno entra en la atmósfera de Marte y choca con las moléculas de gas, haciendo que el átomo emita luz ultravioleta.

Créditos: NASA / MAVEN / Goddard Space Flight Center / Dan Gallagher.

El equipo MAVEN (misión Atmosfera Marte y Evolución Volátil) estaba estudiando la atmósfera de Marte con el Espectrógrafo Imaging UltraViolet (IUVS), y observó que, en ocasiones, la luz ultravioleta proveniente del gas hidrógeno en la atmósfera superior de Marte brillaría misteriosamente por unas horas.  Luego notaron que los eventos de iluminación ocurrieron cuando otro instrumento MAVEN, el Solar Wind Ion Analyzer (SWIA), midió protones de viento solar mejorados.

Pero dos rompecabezas hacen que este tipo de aurora parezca imposible a primera vista: ¿cómo pasaron estos protones por el "choque del arco" del planeta, un obstáculo magnético que normalmente desvía las partículas cargadas del viento solar alrededor del planeta? ¿Y cómo podrían los protones emitir luz, ya que los átomos necesitan electrones para hacerlo?.

"La respuesta fue el robo", dijo Justin Deighan, del Laboratorio de Física Atmosférica y del Espacio de la Universidad de Colorado, Boulder, autor principal de un artículo sobre esta investigación apareciendo el 23 de julio en Nature Astronomy. "A medida que se acercan a Marte, los protones que entran con el viento solar se transforman en átomos neutros al robar electrones del borde exterior de la enorme nube de hidrógeno que rodea el planeta. La descarga del arco solo puede desviar partículas cargadas, por lo que estos átomos neutros continúan derecho ". Cuando esos átomos entrantes de alta velocidad golpean la atmósfera, parte de su energía se emitía como luz ultravioleta, que es invisible para el ojo humano pero detectable para instrumentos como el IUVS en MAVEN. De hecho, un átomo entrante puede colisionar con moléculas en la atmósfera cientos de veces antes de que se ralentice, emitiendo una gran cantidad de fotones ultravioletas.

MAVEN observaciones de una aurora de protones. En el panel superior, la variabilidad natural del viento solar produce ocasionalmente flujos densos de protones de viento solar que bombardean a Marte. En el fondo, las observaciones realizadas por el Espectrógrafo Ultravioleta de Imágenes de MAVEN muestran una mayor emisión de rayos ultravioleta de la atmósfera cuando se mejora el viento solar. Créditos: NASA / MAVEN / Universidad de Colorado / LASP / Anil Rao.

"Las auroras de protones marcianos son más que un espectáculo de luces", dijo Jasper Halekas de la Universidad de Iowa, responsable del instrumento SWIA. "Revelan que el viento solar no se desvía por completo alrededor de Marte, al mostrar cómo los protones del viento solar pueden colarse más allá del impacto del arco e impactar la atmósfera, depositando energía e incluso mejorando el contenido de hidrógeno allí".

Las auroras de protones ocurren en la Tierra, pero no tan a menudo como en Marte. Una diferencia clave es el fuerte campo magnético de la Tierra, que desvía el viento solar de la Tierra en un grado mucho mayor que en Marte. En la Tierra, las auroras de protones solo ocurren en regiones muy pequeñas cerca de los polos, mientras que en Marte pueden ocurrir en todas partes.

Sin embargo, las auroras de protones podrían ser comunes en Venus y en la luna de Saturno, Titán. Al igual que Marte, estos dos mundos carecen de sus propios campos magnéticos y tienen mucho hidrógeno en sus atmósferas superiores, con muchos electrones para compartir. Mirando más allá, es probable que muchos planetas que orbitan alrededor de otras estrellas tengan las mismas condiciones favorables, y también es probable que tengan auroras de protones.

Septiembre 2018

MAVEN Selfie de la NASA marca cuatro años en órbita en Marte.

Hoy, la nave espacial MAVEN de la NASA celebra cuatro años en órbita estudiando la atmósfera superior del planeta rojo y cómo interactúa con el sol y el viento solar. Para conmemorar la ocasión, el equipo ha lanzado una imagen de autofoto de la nave espacial en Marte.

"MAVEN ha sido un gran éxito", dijo Bruce Jakosky, investigador principal MAVEN de la Universidad de Colorado, Boulder. "La nave espacial y los instrumentos continúan operando según lo planeado, y esperamos seguir explorando la atmósfera superior marciana y su influencia en el clima".

MAVEN ha obtenido una imagen de autofoto, observando las longitudes de onda ultravioleta de la luz solar reflejada en los componentes de la nave espacial. La imagen se obtuvo con el instrumento Espectrógrafo ultravioleta de imágenes (IUVS) que normalmente analiza las emisiones ultravioletas de la atmósfera superior marciana. El instrumento IUVS está montado en una plataforma al final de una pluma de 1,2 m (su propio "stick selfie"), y girando alrededor, la pluma puede mirar hacia atrás en la nave espacial. La selfie se hizo a partir de 21 imágenes diferentes, obtenidas con el IUVS en diferentes orientaciones, que han sido cosidas juntas.

MAVEN selfie. Las líneas se dibujan para mostrar aproximadamente dónde están los componentes de la nave espacial que no pudieron ser fotografiados debido al movimiento limitado del instrumento alrededor de su brazo de soporte. Los impulsores se pueden ver en la parte inferior izquierda y derecha, la antena de comunicaciones Electra en la parte inferior hacia la izquierda, el magnetómetro y el sensor solar al final de los paneles solares en la parte superior izquierda, la punta de la antena de comunicaciones en la parte superior central. Además, la sombra del Espectrógrafo Ultravioleta de Imágenes y de su pluma de soporte se puede ver en el centro del cuerpo de la nave espacial. Crédito. Universidad de Colorado / NASA.

MAVEN selfie, que se muestra junto con una imagen generada por computadora de toda la nave espacial para proporcionar el contexto de toda la nave espacial. Los componentes individuales se identifican tanto en el selfie como en la imagen de la computadora. Observe que la imagen generada por computadora muestra el instrumento Espectrógrafo ultravioleta de imágenes, pero que no es visible en la selfie propia (¡porque eso es lo que está sacando la foto!). Crédito. Universidad de Colorado / NASA.

La misión se lanzó el 18 de noviembre de 2013 y entró en órbita alrededor de Marte el 21 de septiembre de 2014. Durante su estancia en Marte, MAVEN respondió muchas preguntas sobre el Planeta Rojo.

La nave espacial ha hecho los siguientes descubrimientos y resultados científicos, entre otros:

•          Adquirió evidencia convincente de que la pérdida de atmósfera en el espacio ha sido un importante motor del cambio climático en Marte.

•          Determinado que la extracción de iones desde la atmósfera superior al espacio durante una tormenta solar puede mejorarse por un factor de 10 o más, lo que posiblemente haga de estas tormentas un importante factor de pérdida de la atmósfera a través del tiempo.

•          Descubrió dos nuevos tipos de auroras marcianas: aurora difusa y aurora protónica. Ninguno de los dos tipos tiene una conexión directa con el campo magnético local o global o con las cúspides magnéticas, como lo hacen las auroras en la Tierra.

•          MAVEN ha realizado observaciones directas de una capa de iones metálicos en la ionosfera marciana, la primera detección directa en cualquier planeta que no sea la Tierra. Los iones son producidos por una afluencia constante de polvo interplanetario entrante.

•          Demostró que la mayoría del CO 2 en el planeta se ha perdido en el espacio y que no hay suficiente para terraformar el planeta mediante su calentamiento, incluso si el CO 2 pudiera liberarse y regresar a la atmósfera.

El próximo año, los ingenieros iniciarán una maniobra de aerofrenado al rozar la nave espacial a través de la atmósfera superior de Marte para desacelerarla. Esto reducirá la altitud más alta en la órbita de MAVEN para mejorar su capacidad de servir como un relé de comunicaciones para los datos de los exploradores en la superficie. Actualmente, MAVEN realiza aproximadamente un pase de relevo por semana con uno de los rovers. Este número aumentará después de que la misión InSight de la NASA aterrice en Marte en noviembre.

MAVEN completó su misión principal en noviembre de 2015 y ha estado operando en una misión extendida desde ese momento, continuando su investigación productiva de la atmósfera superior de Marte y explorando oportunidades adicionales para la ciencia que traerá la nueva órbita de relevo.

El investigador principal de MAVEN está basado en el Laboratorio de Física Atmosférica y del Espacio de la Universidad de Colorado, en Boulder. La universidad proporcionó dos instrumentos científicos y dirige operaciones científicas, así como también educación y divulgación pública, para la misión. El Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, administra el proyecto MAVEN y proporcionó dos instrumentos científicos para la misión. Lockheed Martin construyó la nave espacial y es responsable de las operaciones de la misión. El laboratorio de ciencias espaciales de la Universidad de California en Berkeley también proporcionó cuatro instrumentos científicos para la misión. El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, brinda soporte para la navegación y la Red de Espacio Profundo, así como también el hardware y las operaciones del relé de telecomunicaciones de Electra.

MAVEN selfie con Marte en el fondo. Esta es una de las imágenes individuales que componen la selfie, que muestra el magnetómetro y el sensor de sol en el extremo del panel solar. Marte se ve en el fondo; la mancha oscura en la parte superior de la imagen es el volcán Olympus Mons. Crédito. Universidad de Colorado / NASA

Fuente

NASA/JLP

NASA / JPL-Caltech / MSSS.

Hampton Univ/NASA

MAVEN / Goddard Space Flight Center / Dan Gallagher.

MAVEN / Universidad de Colorado / LASP / Anil Rao.

Universidad de Colorado / NASA.