Un encuentro cercano con una luna misteriosa

En 1877, el astrónomo estadounidense Asaph Hall descubrió dos pequeñas lunas que giraban alrededor del planeta Marte, más tarde llamadas Fobos y Deimos por el griego para "miedo" y "pánico".

La cámara estéreo de alta resolución (HRSC) a bordo de la nave espacial Mars Express de la ESA tomó esta imagen de Fobos usando el canal nadir HRSC el 7 de marzo de 2010, HRSC Orbit 7915. Esta imagen también se ha mejorado fotométricamente para traer mejor las características en la parte menos iluminada. Resolución: unos 4,4 metros por píxel. Crédito: ESA/DLR/FU Berlín (G. Neukum), CC BY-SA 3.0 IGO

Pero fue la emoción, más que el miedo y el pánico, lo que caracterizó el encuentro cercano con Phobos realizado por la nave espacial Mars Express de la ESA en el período previo a Halloween de este año. El reciente sobrevuelo de la luna marciana más grande ofreció la oportunidad perfecta para probar una de las últimas actualizaciones de la nave espacial de 19 años.

El instrumento MARSIS en Mars Express fue diseñado originalmente para estudiar la estructura interna de Marte. Como resultado, fue diseñado para usarse a la distancia típica entre la nave espacial y la superficie del planeta: más de 250 km.

Pero recientemente recibió una importante actualización de software que permite su uso a distancias mucho más cercanas y que podría ayudar a arrojar luz sobre el misterioso origen de la luna Fobos.

“Durante este sobrevuelo, usamos MARSIS para estudiar Fobos desde una distancia tan cercana como 83 km”, dice Andrea Cicchetti del equipo MARSIS en INAF. “Acercarnos nos permite estudiar su estructura con más detalle e identificar características importantes que nunca hubiéramos podido ver desde más lejos. En el futuro, estamos seguros de que podríamos usar MARSIS a menos de 40 km. La órbita de Mars Express se ha ajustado para acercarnos lo más posible a Fobos durante un puñado de sobrevuelos entre 2023 y 2025, lo que nos brindará grandes oportunidades para intentarlo”.

“No sabíamos si esto era posible”, dice Simon Wood, controlador de vuelo de Mars Express en el centro de operaciones ESOC de la ESA, quien supervisó la carga del nuevo software en la nave espacial de la ESA. “El equipo probó algunas variaciones diferentes del software, y los ajustes finales exitosos se cargaron en la nave espacial solo unas horas antes del sobrevuelo”.

El instrumento MARSIS de la nave espacial Mars Express de la ESA se diseñó originalmente para estudiar la estructura interna de Marte. Como resultado, fue diseñado para usarse a la distancia típica entre la nave espacial y la superficie del planeta: más de 250 km. Pero recientemente recibió una importante actualización de software que permite su uso a distancias mucho más cercanas y que podría ayudar a arrojar luz sobre el misterioso origen de la luna Fobos. Lee el artículo completo. “Durante este sobrevuelo, usamos MARSIS para estudiar Fobos desde una distancia tan cercana como 83 km”, dice Andrea Cicchetti del equipo MARSIS en INAF. "Acercarnos nos permite estudiar su estructura con más detalle e identificar características importantes que nunca hubiéramos podido ver desde más lejos". La imagen superior derecha muestra el "radargrama" adquirido por MARSIS durante el sobrevuelo de Phobos el 23 de septiembre de 2022. Un radargrama revela los "ecos" creados cuando la señal de radio emitida por MARSIS rebota en algo y regresa al instrumento. Cuanto más brillante sea la señal, más potente será el eco. La línea brillante continua muestra el eco de la superficie de la luna. Los reflejos más bajos son "desorden" causado por características en la superficie de la luna o, lo que es más interesante, signos de posibles características estructurales debajo de la superficie (e). La sección A—C se registró utilizando una configuración anterior del software MARSIS. La nueva configuración se preparó durante la "brecha técnica" y se utilizó con éxito por primera vez desde D—F. Las imágenes de la izquierda y de la parte inferior derecha muestran el camino de la observación a través de la superficie de Fobos. MARSIS es operado por el Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), Italia, y financiado por la Agencia Espacial Italiana (ASI). Crédito: INAF - Instituto Nacional de Astrofísica

Orígenes misteriosos

MARSIS, famoso por su papel en el descubrimiento de señales de agua líquida en el Planeta Rojo, envía ondas de radio de baja frecuencia hacia Marte o Fobos, utilizando su antena de 40 metros de largo.

La mayoría de estas ondas se reflejan en la superficie del cuerpo, pero algunas viajan y se reflejan en los límites entre las capas de diferentes materiales debajo de la superficie.

Al examinar las señales reflejadas, los científicos pueden mapear la estructura debajo de la superficie y estudiar propiedades como el grosor y la composición del material.

Para Marte, esto podría revelar diferentes capas de hielo, suelo, roca o agua. Pero la estructura interna de Phobos es más un misterio, y la actualización a MARSIS podría ofrecer información importante.

"Si las dos pequeñas lunas de Marte son asteroides capturados o están hechas de material arrancado de Marte durante una colisión es una pregunta abierta", dice Colin Wilson, científico de ESA Mars Express. "Su apariencia sugiere que eran asteroides, pero podría decirse que la forma en que orbitan Marte sugiere lo contrario".

“Todavía estamos en una etapa temprana de nuestro análisis”, dice Andrea. “Pero ya hemos visto posibles signos de características previamente desconocidas debajo de la superficie de la luna. Estamos emocionados de ver el papel que MARSIS podría desempeñar para resolver finalmente el misterio que rodea el origen de Phobos”.

Impresión artística del agua bajo la superficie marciana. Si los acuíferos subterráneos así realmente existen, Mars Express tiene muchas posibilidades de encontrarlos. Las implicaciones para la exploración humana y la eventual colonización del planeta rojo serían de gran alcance. Crédito: Ilustración de Medialab, ESA 2001

¿Qué muestra esta imagen?

La imagen superior derecha muestra el "radargrama" adquirido por MARSIS durante el sobrevuelo de Phobos el 23 de septiembre de 2022. Un radargrama revela los "ecos" creados cuando la señal de radio emitida por MARSIS rebota en algo y regresa al instrumento. Cuanto más brillante sea la señal, más potente será el eco.

La línea brillante continua muestra el eco de la superficie de la luna. Los reflejos más bajos son "desorden" causado por características en la superficie de la luna o, lo que es más interesante, signos de posibles características estructurales debajo de la superficie (e).

“La sección A—C se registró utilizando una configuración anterior del software MARSIS”, dice Carlo Nenna, ingeniero de software integrado de MARSIS en Enginium, que está implementando la actualización. "La nueva configuración se preparó durante la 'brecha técnica' y se usó con éxito por primera vez desde D—F".

Las imágenes de la izquierda y de la parte inferior derecha muestran el camino de la observación a través de la superficie de Fobos.

MARSIS es operado por el Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), Italia, y financiado por la Agencia Espacial Italiana (ASI).

Impresión artística de Mars Express. El fondo se basa en una imagen real de Marte tomada por la cámara estéreo de alta resolución de la nave espacial. Crédito: Crédito de la imagen de la nave espacial: ESA/ATG medialab; Marte: ESA/DLR/FU Berlín, CC BY-SA 3.0 IGO

Futura exploración de Fobos

La ESA y sus Estados miembros participan en la próxima misión Martian Moons eXploration (MMX) para aterrizar en Fobos y devolver una muestra de sus materiales superficiales a la Tierra. La misión MMX, dirigida por la Agencia Espacial Japonesa (JAXA), está programada para lanzarse en 2024 y devolver sus muestras a la Tierra en 2029. Los instrumentos a bordo de Mars Express han sido vitales para el estudio detallado de Phobos necesario para preparar la misión MMX. .

• Publicado en ESA el 28 de octubre del 2022, enlace publicación.