El próximo proyecto de la NASA en el planeta rojo, será la Misión Marte 2020, en la que destaca la intención de investigar la manera de transformar el CO2 en oxígeno. Desde aquellos lejanos tiempos de en los que algunos creyeron ver “los Canales de Marte”, nuestra imaginación nunca ha dejado de elucubrar fantasías sobre aquel planeta hermano que… ¡Tan cerca y tan lejos está!

Europa Press  |  Madrid  | Actualizado el 03/08/2014 a las 23:05 horas

El próximo rover que la NASA enviará a Marte en 2020 llevará siete instrumentos cuidadosamente seleccionados para investigaciones sin precedente en el Planeta Rojo. El más llamativo persigue convertir en oxígeno dióxido de carbono de la atmósfera marciana.

La NASA ha escogido sobre 58 propuestas recibidas en enero de investigadores e ingenieros de todo el mundo. Las propuestas recibidas fueron el doble del número habitual en este tipo de convocatorias, un indicador de lo extraordinario interés por la comunidad científica en la exploración de Marte.

La Misión Marte 2020 se basa en el diseño del exitoso Curiosity, que aterrizó hace casi dos años, y actualmente está operando en Marte. El nuevo rover llevará hardware más sofisticado y nuevos instrumentos para realizar evaluaciones geológicas del sitio de aterrizaje, determinar la habitabilidad potencial del medio ambiente, y buscar directamente signos de la antigua vida marciana, según informa la NASA.

“La exploración de Marte será el legado de esta generación, y el rover Marte 2020 será otro paso crítico en el camino de los seres humanos al Planeta Rojo”, dijo el administrador de la NASA, Charles Bolden.

Los científicos utilizarán el vehículo para identificar y seleccionar una colección de muestras de roca y suelo que almacenará para su posible regreso a la Tierra de una futura misión.

El rover de Marte 2020 también ayudará a avanzar en nuestro conocimiento de cómo los futuros exploradores humanos podrían utilizar los recursos naturales disponibles en la superficie del planeta rojo. La capacidad de vivir de la tierra marciana transformaría la futura exploración del planeta. Los diseñadores de las futuras expediciones humanas pueden utilizar esta misión para entender los peligros planteados por el polvo marciano y demostrar la tecnología para procesar el dióxido de carbono de la atmósfera para producir oxígeno.

Las propuestas seleccionadas son:

– MastCam-Z: un sistema de cámara avanzada con capacidad estereoscópica de imágenes panorámicas y con capacidad de zoom. El instrumento también determinará la mineralogía de la superficie marciana y ayudará en las operaciones del rover. El investigador principal es James Bell, de la Universidad Estatal de Arizona en Tempe.

– SuperCam, un instrumento que puede proporcionar imágenes, análisis de la composición química, y la mineralogía. El instrumento también será capaz de detectar la presencia de compuestos orgánicos en rocas y regolito a distancia. El investigador principal es Roger Wiens, del Laboratorio Nacional de Los Alamos, Nuevo México.

– Instrumento Planetario para Litoquímica en Rayos X (PIXL), un espectrómetro de fluorescencia de rayos X, que también contendrá un reproductor de imágenes de alta resolución para determinar la composición elemental a escala fina de materiales de la superficie de Marte. PIXL proporcionará capacidades que permitan la detección y análisis más detallados de elementos químicos que nunca. La investigadora principal es Abigail Allwood, el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California.

– Escaneo de Entornos Habitables con Raman y Luminiscencia para Productos Orgánicos y Químicos (SHERLOC), un espectrómetro que proporcionará imágenes a escala fina y utiliza una luz ultravioleta de láser para determinar la mineralogía a escala fina y detectar compuestos orgánicos. El investigador principal es Luther Beegle, DEL JPL.

– Experimento ISRU de Oxígeno en Marte, una investigación de tecnología de exploración que va a producir oxígeno a partir del dióxido de carbono atmosférico marciano. El investigador principal es Michael Hecht, Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts.

– Analizador de Dinámicas Ambientales en Marte, un conjunto de sensores que permitirá la medición de temperatura, velocidad y dirección del viento, presión, humedad relativa y el tamaño y la forma de polvo. El investigador principal es José Rodríguez-Manfredi, del Centro de Astrobiología, Instituto Nacional de Tecnica Aeroespacial, España.

– Radar de Imagen para la Exploración del Subsuelo de Marte, un radar de penetración de tierra que proporcionará resolución de centímetro en la estructura geológica del subsuelo. El investigador principal es Svein-Erik Hamran, del Forsvarets forskning Institute, Noruega.

Arriba podemos contemplar Valles Marineris, un accidente geográfico de cuatro mil kilómetros de longitud, 200 de ancho y 10 de profundidad. Marte tiene rincones que debemos descubrir y, sobre todo, me intrigan esos huecos o grutas naturales que bajo la superficie fueron hechos por la pasada actividad volcánica del planeta en el pasado. Allí, a más profundidad y más alta temperatura, a salvo de la radiación nosiva del exterior… ¡Pudiera estar presente el agua líquida! Y, si eso es así… ¡La Vida andará muy cerca.

Como podéis ver por la noticia de la NASA, no dejamos de dar pequeños pasos hacia nuevos “pequeños” logros en aquel planeta que, algún día (lejano aún ene l futuro), podremos visitar.

emilio silvera

 « ¡El futuro incierto!

 Entre los teóricos, el casamiento de la relatividad general y la teoría cuántica es el problema central de la física moderna. A los esfuerzos teóricos que se realizan con ese propósito se les llama “supergravedad”, “súpersimetría”, “supercuerdas” “teoría M” o, en último caso, “teoría de todo o gran teoría unificada”. Lo cierto es que, para que las dos teorías, cuántica y relativista se reúnan sin que surjan los dichosos infinitos, se tiene que plantear dentro de una teoría de dimensiones extra. Esas teorías de más dimensiones, requieren de complejas formulaciones que no todos, podemos entender.

Ahí tenemos unas matemáticas exóticas que ponen de punta hasta los pelos de las cejas de algunos de los mejores matemáticos del mundo (¿y Perelman? ¿Por qué nos se ha implicado?). Hablan de 10, 11 y 26 dimensiones, siempre, todas ellas espaciales menos una que es la temporal. Vivimos en cuatro: tres de espacio (este-oeste, norte-sur y arriba-abajo) y una temporal. No podemos, ni sabemos o no es posible instruir, en nuestro cerebro (también tridimensional), ver más dimensiones. Pero llegaron Kaluza y Klein y compactaron, en la longitud de Planck las dimensiones que no podíamos ver. ¡Problema solucionado!

¿Quién puede ir a la longitud de Planck para verla?

         Ni vemos la longitud de Planck ni las dimensiones extra

La puerta de las dimensiones más altas quedó abierta y, a los teóricos, se les regaló una herramienta maravillosa. En el Hiperespacio, todo es posible. Hasta el matrimonio de la relatividad general y la mecánica cuántica, allí si es posible encontrar esa soñada teoría de la Gravedad cuántica.

Así que, los teóricos, se han embarcado a la búsqueda de un objetivo audaz: buscan una teoría que describa la simplicidad primigenia que reinaba en el intenso calor del universo en sus primeros tiempos, una teoría carente de parámetros, donde estén presentes todas las respuestas. Todo debe ser contestado a partir de una ecuación básica.

¿Dónde radica el problema?

         Nuestro es tridimensional y no podemos ver otro más allá… ¡si existe!

El problema está en que la única teoría candidata no tiene conexión directa con el mundo de la observación, o no lo tiene todavía si queremos expresarnos con propiedad. La energía necesaria para ello, no la tiene ni el nuevo acelerador de partículas LHC que con sus 14 TeV no llegaría ni siquiera a vislumbrar esas cuerdas vibrantes de las que tanto se habla.

La verdad es que, la teoría que ahora tenemos, el Modelo Estándar, concuerda de manera exacta con todos los datos a bajas energías y contesta cosas sin sentido a altas energías.

Con sus 20 parámetros aleatorios (parece que uno de ellos ha sido hallado -el bosón de Higgs-), el Modelo estándar de la física de partículas que incluye sólo tres de las interacicones fundamentales -las fuerzas nucleares débil y fuerte y el electromagnetismo-, ha dado un buen resultado y a permitido a los físicos trabajar ampliamente en el conocimiento del mundo, de la Naturaleza, del Universo. Sin embargo, deja muchas preguntas sin contestar y, lo cierto es que, se necesitan nuevas maneras, nuevas formas, nuevas teorías que nos lleven más allá.

¡Necesitamos algo más avanzado!

Se ha dicho que la función de la partícula de Higgs es la de dar masa a las partículas que conocemos y están incluidas en el Modelo estándar, se nos ha dicho que ha sido encontrada pero, nada se ha dicho de cómo ésta partícula transmite la masa a las demás. Faltan algunas explicaciones.

El secreto de todo radica en conseguir la simplicidad: el átomo resulto ser complejo lleno de esas infinitesimales partículas electromagnéticas que bautizamos con el nombre de electrones, resultó que tenía un núcleo que contenía, a pesar de ser tan pequeño, casi toda la masa del átomo. El núcleo, tan pequeño, estaba compuesto de otros objetos más pequeños aún, los quarks que estaban instalados en nubes de otras partículas llamadas gluones y, ahora, queremos continuar profundizando, sospechamos, que después de los quarks puede haber algo más.

Los del LHC dicen haber encontrado el Bosón de Higgs pero, no he podido leer ni oir, alguna explicación clara y precisa de cómo le dá masa a las demás partículas. Espero que, el Nobel se justifique y que expongan con detalle lo que pasa en los llamados “océanos de Higgs” por el que las partículas circulan para adquirir sus masas que les “proporciona” el recien “hallado” bosón.

¿Cómo llegamos aquí? Bueno, la idea nueva que surgió es que el espacio entero contiene un campo, el campo de Higgs, que impregna el vacío y es el mismo en todas partes. Es decir, que si miramos a las estrellas en una noche clara estamos mirando el campo de Higgs. Las partículas influidas por este campo, toman masa. Esto no es por sí mismo destacable, pues las partículas pueden tomar energía de los campos (gauge) de los que hemos comentado, del campo gravitatorio o del electromagnético. Si llevamos un bloque de plomo a lo alto de la Torre Eiffel, el bloque adquiriría energía potencial a causa de la alteración de su posición en el campo gravitatorio de la Tierra.

Como E=mc², ese aumento de la energía potencial equivale a un aumento de la masa, en este caso la masa del Sistema Tierra-bloque de plomo. Aquí hemos de añadirle amablemente un poco de complejidad a la venerable ecuación de Einstein. La masa, m, tiene en realidad dos partes. Una es la masa en reposo, m₀, la que se mide en el laboratorio cuando la partícula está en reposo. La partícula adquiere la otra parte de la masa en virtud de su movimiento (como los protones en el acelerador de partículas, o los muones, que aumentan varias veces su masa cuando son lanzados a velocidades cercanas a c) o en virtud de su energía potencial de campo. Vemos una dinámica similar en los núcleos atómicos. Por ejemplo, si separamos el protón y el neutrón que componen un núcleo de deuterio, la suma de las masas aumenta.

Peor la energía potencial tomada del campo de Higgs difiere en varios aspectos de la acción de los campos familiares. La masa tomada de Higgs es en realidad masa en reposo. De hecho, en la que quizá sea la versión más

apasionante de la teoría del campo de Higgs, éste genera toda la masa en reposo. Otra diferencia es que la cantidad de masa que se traga del campo es distinta para las distintas partículas. Los teóricos dicen que las masas de las partículas de nuestro modelo estándar miden con qué intensidad se acoplan éstas al campo de Higgs.

La influencia de Higgs en las masas de los quarks y de los leptones, nos recuerda el descubrimiento por Pieter Zeeman, en 1.896, de la división de los niveles de energía de un electrón cuando se aplica un campo magnético al átomo. El campo (que representa metafóricamente el papel de Higgs) rompe la simetría del espacio de la que el electrón disfrutaba.

Hasta ahora no tenemos ni idea de que reglas controlan los incrementos de masa generados por el Higgs (de ahí la expectación creada por el nuevo acelerador de partículas LHC). Pero el problema es irritante: ¿por qué sólo esas masas –Las masas de los W⁺, W^–, y Z^º, y el up, el down, el encanto, el extraño, el top y el bottom, así como los leptones – que no forman ningún patrón obvio?

               No dejamos de experimentar para saber ccómo es nuestro mundo, la Naturaleza, el Universo que nos acoge

Las masas van de la del electrón 0’0005 GeV, a la del top, que tiene que ser mayor que 91 GeV. Deberíamos recordar que esta extraña idea (el Higgs) se empleó con mucho éxito para formular la teoría electrodébil (Weinberg-salam). Allí se propuso el campo de Higgs como una forma de ocultar la unidad de las fuerzas electromagnéticas y débiles. En la unidad hay cuatro partículas mensajeras sin masa –los W⁺, W^–, Z^º y fotón que llevan la fuerza electrodébil. Además está el campo de Higgs, y, rápidamente, los W y Z chupan la esencia de Higgs y se hacen pesados; el fotón permanece intacto. La fuerza electrodébil se fragmenta en la débil (débil porque los mensajeros son muy gordos) y la electromagnética, cuyas propiedades determina el fotón, carente de masa. La simetría se rompe espontáneamente, dicen los teóricos. Prefiero la descripción según la cual el Higgs oculta la simetría con su poder dador de masa.

Las masas de los W y el Z se predijeron con éxito a partir de los parámetros de la teoría electrodébil. Y las relajadas sonrisas de los físicos teóricos nos recuerdan que Gerard ^t Hooft y Veltman dejaron sentado que la teoría entera esta libre de infinitos.

En esta última dirección ha publicado numerosos libros y artículos, donde aborda la asignatura pendiente de la unificación de la mecánica cuántica y la teoría del campo gravitatorio. El camino que ha seguido Penrose es encontrar una base común a ambas.

Para ello ha introducido dos modelos: los “spin networks” y los “twistors”, el primero discreto, con una métrica intrínseca, no relativista, previo al concepto de espacio, el segundo continuo, con una métrica extrínseca, relativista e inmerso en un espacio-tiempo dado.