MAVEN de la NASA explora Marte para comprender la interferencia de radio en la Tierra.

La nave espacial MAVEN (Atmósfera de Marte y Evolución volátil) de la NASA ha descubierto “capas” y “grietas” en la parte cargada eléctricamente de la atmósfera superior (la ionosfera) de Marte. El fenómeno es muy común en la Tierra y causa interrupciones impredecibles en las comunicaciones por radio. Sin embargo, no las entendemos completamente porque se forman en altitudes que son muy difíciles de explorar en la Tierra. El descubrimiento inesperado de MAVEN muestra que Marte es un laboratorio único para explorar y comprender mejor este fenómeno altamente disruptivo.


Gráfico que ilustra la nave espacial MAVEN encontrando capas de plasma en Marte.
Créditos: NASA Goddard / CI lab

“Las capas están muy cerca de nuestras cabezas en la Tierra, y pueden ser detectadas por cualquier persona con una radio, pero aún son bastante misteriosas”, dice Glyn Collinson, del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, autor principal de un artículo. Sobre esta investigación que aparece el 3 de febrero en Nature Astronomy. “¿Quién hubiera pensado que una de las mejores maneras de entenderlos es lanzar un satélite a Marte, a 500 millones de kilómetros?”

Si su estación de radio favorita alguna vez se ha atascado o ha sido reemplazada por otra estación, una causa probable son las capas de gas con carga eléctrica, llamada “plasma”, en la región más alta de la atmósfera, llamada “ionosfera”. Estas capas, que se forman repentinamente y duran varias horas, actúan como espejos gigantes en el cielo, haciendo que las señales de radio desde lejos reboten en el horizonte donde pueden interferir con las transmisiones locales, como dos personas que intentan hablar entre sí. Las capas también pueden causar interferencia con las comunicaciones de radio por avión y embarque, y pueden cegar el radar militar.


Gráfico que ilustra las señales de radio de una estación remota (línea púrpura doblada) que interfiere con una estación local (torre negra) después de reflejarse en una capa de plasma en la ionosfera.
Créditos: NASA Goddard / CI lab

En la Tierra, las capas se forman a una altitud de aproximadamente 100 km donde el aire es demasiado fino para que un avión pueda volar, pero demasiado grueso para que un satélite orbite. La única forma de alcanzarlos es con un cohete, pero estas misiones duran solo decenas de minutos antes de volver a caer en la Tierra. “Sabemos que existen desde hace más de 80 años, pero sabemos muy poco acerca de lo que sucede dentro de ellos, porque ningún satélite puede bajar lo suficiente como para alcanzar las capas”, dice Collinson, “al menos, no hay satélite en la Tierra”.

En Marte, las naves espaciales como MAVEN pueden orbitar a altitudes más bajas y pueden muestrear estas características directamente. MAVEN lleva varios instrumentos científicos que miden plasmas en la atmósfera y el espacio alrededor de Marte. Mediciones recientes de uno de estos instrumentos detectaron picos repentinos inesperados en la abundancia de plasma mientras volaba a través de la ionosfera marciana. Joe Grebowsky, ex científico del proyecto MAVEN en la NASA Goddard, reconoció de inmediato el aumento de su experiencia previa con vuelos de cohetes a través de las capas en la Tierra.

MAVEN no solo había descubierto que tales capas pueden ocurrir en otros planetas además de la Tierra, sino que los nuevos resultados revelan que Marte ofrece lo que la Tierra no puede ofrecer, un lugar donde podemos explorar de manera fiable estas capas con satélites.

“Las bajas altitudes observables por MAVEN llenarán un gran vacío en nuestra comprensión de esta región tanto en Marte como en la Tierra, con descubrimientos realmente significativos”, dice Grebowsky, coautor del artículo.

Las observaciones de MAVEN ya están volcando muchas de nuestras ideas existentes sobre los fenómenos: MAVEN ha descubierto que las capas también tienen un espejo opuesto, una “grieta”, donde el plasma es menos abundante. La existencia de tales “grietas” en la naturaleza era completamente desconocida antes de su descubrimiento en Marte por MAVEN, y anula los modelos científicos existentes que decían que no podían formarse. Además, a diferencia de la Tierra, donde las capas son de corta duración e impredecibles, las capas marcianas son sorprendentemente longevas y persistentes.

Estos nuevos descubrimientos ya nos han dado una mejor comprensión de los procesos fundamentales que sustentan estas capas, y la exploración futura en Marte nos permitirá construir mejores modelos científicos de cómo se forman. Si bien, al igual que el clima, no podemos evitar que se formen, quizás algún día las nuevas ideas de Marte nos ayuden a pronosticarlos en la Tierra, lo que significa una comunicación de radio más confiable para todos nosotros.

Esta investigación fue financiada por la misión MAVEN. El investigador principal de MAVEN tiene su base en el Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial de la Universidad de Colorado, y el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, administra el proyecto MAVEN. Las instituciones asociadas incluyen Lockheed Martin, la Universidad de California en Berkeley y el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA. La NASA está explorando nuestro Sistema Solar y más allá, descubriendo mundos, estrellas y misterios cósmicos cercanos y lejanos con nuestra poderosa flota de misiones espaciales y terrestres.