Escondido junto a cada muestra de roca y suelo recolectada por el rover Perseverance de la agencia se encuentra una bendición potencial para los científicos atmosféricos.
Los científicos atmosféricos se entusiasman un poco más con cada núcleo de roca que el rover Perseverance Mars de la NASA sella en sus tubos de muestra de titanio, que se están reuniendo para su eventual entrega a la Tierra como parte de la campaña Mars Sample Return. Hasta el momento se han tomado veinticuatro.
La mayoría de esas muestras consisten en núcleos de roca o regolito (roca rota y polvo) que podrían revelar información importante sobre la historia del planeta y si hubo vida microbiana hace miles de millones de años. Pero algunos científicos están igualmente entusiasmados ante la perspectiva de estudiar el aire en el espacio adicional alrededor del material rocoso, en los tubos.
Quieren aprender más sobre la atmósfera marciana, que está compuesta principalmente de dióxido de carbono pero también podría incluir trazas de otros gases que pueden haber existido desde la formación del planeta.
“Las muestras de aire de Marte nos informarían no sólo sobre el clima y la atmósfera actuales, sino también sobre cómo han cambiado con el tiempo”, dijo Brandi Carrier, científica planetaria del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California. “Nos ayudará a comprender cómo evolucionan los climas diferentes al nuestro”.
El valor del espacio adicional
Entre las muestras que podrían traerse a la Tierra se encuentra un tubo lleno únicamente de gas depositado en la superficie marciana como parte de un depósito de muestras. Pero mucho más gas de la colección del rover se encuentra dentro del espacio libre de las muestras de rocas. Estos son únicos porque el gas interactuará con el material rocoso dentro de los tubos durante años antes de que las muestras puedan abrirse y analizarse en laboratorios en la Tierra. Lo que los científicos obtengan de ellos permitirá comprender la cantidad de vapor de agua que flota cerca de la superficie marciana, un factor que determina por qué se forma hielo en ese lugar del planeta y cómo ha evolucionado el ciclo del agua en Marte con el tiempo.
Los científicos también quieren comprender mejor los gases traza en el aire de Marte. Lo más tentador desde el punto de vista científico sería la detección de gases nobles (como el neón, el argón y el xenón), que son tan poco reactivos que pueden haber existido, sin cambios, en la atmósfera desde que se formaron hace miles de millones de años. Si se capturan, esos gases podrían revelar si Marte comenzó con una atmósfera. (El antiguo Marte tenía una atmósfera mucho más espesa que la actual, pero los científicos no están seguros de si siempre estuvo allí o si se desarrolló más tarde). También hay grandes interrogantes sobre cómo se compara la atmósfera antigua del planeta con la de la Tierra primitiva.
El espacio también brindaría la oportunidad de evaluar el tamaño y la toxicidad de las partículas de polvo, información que ayudará a los futuros astronautas en Marte.
“Las muestras de gas tienen mucho que ofrecer a los científicos de Marte”, dijo Justin Simon, geoquímico del Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston, que forma parte de un grupo de más de una docena de expertos internacionales que ayuda a decidir qué muestras debe recolectar el rover. “Incluso los científicos que no estudian Marte estarían interesados porque arrojará luz sobre cómo se forman y evolucionan los planetas”.
Muestras de aire del Apolo
En 2021, un grupo de investigadores planetarios, entre ellos científicos de la NASA, estudiaron el aire traído de la Luna en un contenedor de acero por los astronautas del Apolo 17 unos 50 años antes.
“La gente piensa que la Luna no tiene aire, pero tiene una atmósfera muy tenue que interactúa con las rocas de la superficie lunar con el tiempo”, dijo Simon, que estudia una variedad de muestras planetarias en Johnson. “Eso incluye los gases nobles que se escapan del interior de la Luna y se acumulan en la superficie lunar”.
La forma en que el equipo de Simon extrajo el gas para estudiarlo es similar a lo que se podría hacer con las muestras de aire de Perseverance. Primero, colocaron el recipiente sin abrir previamente en un recinto hermético. Luego perforaron el acero con una aguja para extraer el gas a una trampa fría, esencialmente un tubo en forma de U que se extiende hacia un líquido, como el nitrógeno, con un punto de congelación bajo. Al cambiar la temperatura del líquido, los científicos capturaron algunos de los gases con puntos de congelación más bajos en el fondo de la trampa fría.
“Hay tal vez 25 laboratorios en el mundo que manipulan el gas de esta manera”, dijo Simon. Además de utilizarse para estudiar el origen de los materiales planetarios, este enfoque se puede aplicar a los gases de fuentes termales y a los emitidos por las paredes de volcanes activos, añadió.
Por supuesto, esas fuentes proporcionan mucho más gas que el que tiene Perseverance en sus tubos de muestra. Pero si un solo tubo no transporta suficiente gas para un experimento en particular, los científicos de Marte podrían combinar gases de múltiples tubos para obtener una muestra agregada más grande, una forma más en que el espacio libre ofrece una oportunidad adicional para la ciencia.
Más sobre la misión
Un objetivo clave de la misión Perseverance a Marte es la astrobiología, incluida la búsqueda de signos de vida microbiana antigua. El rover también está caracterizando la geología y el clima pasado del planeta, lo que allana el camino para la exploración humana del Planeta Rojo. JPL, administrado por Caltech para la NASA en Pasadena, California, construyó y administra las operaciones del rover Perseverance.
Para más información en Inglés sobre el Perseverance en mars.nasa.gov/mars2020/
Traducción no oficial con fines divulgativos del artículo original en Inglés.
Créditos: NASA / JPL–Caltech