Acaban de lanzar Mars InSight los objetivos de la nave son fundamentalmente tres: Averiguar el flujo de calor interno del planeta que hemos tratado ya, averiguar los pequeños bomboleos del eje de rotación de Marte y saber si Marte es un planeta sísmico. Las tres cosas son fundamentales para conocer su estructura interna. La última si cabe es la más fundamental de las tres. Los únicos sismómetros lanzados a Marte hasta la fecha lo fueron en la misión Viking en la década de los 70 del siglo pasado. Sin embargo, el sismómetro que llevaban la sonda Viking 1, nunca funcionó pues tuvo un problema al desplegarse, y el de la Viking 2, entre 1976 y 1980, apenas registró movimientos sísmicos. Parte de la culpa fue del calibrado, porque el viento era más fuerte de lo previsto, y hubiese impedido registrar cualquier seísmo salvo los realmente importantes. Además el sismómetro no estaba posado directamente sobre el suelo como ahora, sino en el cuerpo de la nave y midió fundamentalmente el viento. El deficiente aislado por vacío del sismómetro actual es el responsable del retraso de dos años en el lanzamiento del InSight. Desde entonces, sorprendentemente, a ninguna agencia espacial se le ha ocurrido colocar un sismómetro sobre la superficie del planeta. Como ha escrito un geofísico planetario, el subsuelo marciano es una terra incognita. La Mars InSight lleva el sismómetro SEIS en contacto con el suelo marciano y suficientemente aislado así que en principio no necesitará para interpretar correctamente los datos de los seísmos de la estación meteorológica española TWINS que dirige Jorge Pla-García (@JorgePlaGarcia) aunque siempre puede hacer un filtrado si se necesita. Además tiene diferentes sensores con lo que podrá determinar gracias a su extraordinaria precisión el lugar donde se produce el seismo haciendo innecesaria la colocación sobre la superficie de tres sismómetros en lugares diferentes. De todas formas el sistema será pasivo y aparte de los posibles seísmos detectará los impactos de meteoritos que con una tasa esperada de entre 10 a 200 al año permitirán sondear el interior de Marte y evaluar su estructura. Esta misión será pues pionera, los americanos dejan de buscar agua para dedicarse a estudiar un tema físico vital: la estructura interior del planeta.
Homenaje a los doce astronautas que aterrizaron en la Luna
Siendo importante y pionera la tarea del InSight en Marte, hay que recordar que esta tarea de sondear el interior de un planeta sólo se ha realizado hasta la fecha en la Tierra y la Luna. A tal fin queremos rendir un homenaje a los doce hombres que aterrizaron en la Luna en el siglo XX. Con ello queremos destacar que en esta y otras muchas funciones la acción humana nunca podrá ser reemplazada por una máquina. A tal fin destacaremos las diferencias básicas entre el sondeo lunar realizado por los astronautas y el sondeo de SEIS de Marte. El sondeo lunar fue activo pues los astronautas hicieron rodar piedras para distinguirlo de los seísmos, hicieron estallar explosivos y estrellaron contra la Luna las terceras fases del Saturno V que les había impulsado hacia la órbita lunar o los módulos lunares de ascenso tras haberse acoplado con la nave Apolo que con un astronauta quedaba en la órbita lunar.
Los doce hombres que aterrizaron en la Luna y que aparecen en esta historia son:
Los pormenores de cómo se evalua la información aportada por las ondas sísmicas como
- Qué son las ondas sísmicas S y P.
- Como se estudia sísmicamente la estructura interna de los planetas.
- Incluso lo que se sabe del interior (estructura) de un planeta sin sondeos sísmicos.
Los sismómetros lunares, tanto pasivos como activos dejados por las misiones Apolo entre 1969 y 1972, han contribuido de forma decisiva al conocimiento de la velocidad de las ondas sísmicas P y S en el interior lunar y por tanto es el único cuerpo aparte de la Tierra donde se ha podido estudiar por este método la estructura interior de un planeta. Posteriormente la sonda Lunar Prospector permitió descubrir, la existencia de un pequeño núcleo de hierro.
Tras el primer aterrizaje del hombre en la Luna con el Apolo 11 el 20 de julio de 1969 se instaló el primer sismómetro que, como esperaban los científicos, reportó los pasos de Armstrong y Aldrín en su paseo lunar. El pequeño sismómetro dejado en la Luna era 100 veces más sensible que cualquiera de los que existen la Tierra. Sobrevivió al despegue del módulo lunar Águila y el 23 de julio detectó el primer terremoto. No se sabe si fue causado por el impacto contra la Luna de un meteorito o por un auténtico terremoto lunar. Hasta el 31 de julio el sismómetro había detectado tres terremotos lunares y 25 corrimientos del suelo. Para los científicos con un sólo sismómetro era imposible distinguir entre impactos de meteoritos, una piedra rodando por la ladera de un cráter y verdaderos terremotos lunares. Los pequeños deslizamientos de roca observados en algunos cráteres son causados por los cambios de temperatura que se producen en nuestro satélite entre el día y la noche. En un día normal se llegan a registrar durante la mañana 240 ºC, mientras que por la noche el frío es tan intenso que es normal la temperatura descienda a 250° bajo cero. Se sabía que los planetas grandes sufren una diferenciación y los elementos pesados caen hacia el centro mientras los más ligeros permanecen en su superficie. Dado que la Luna estaba poco diferenciada, se intuía que había bajo la capa de polvo lunar una corteza de unos 20 km, quizá un manto y si había núcleo estaría sólido pues no había campo magnético. Faltaban todavía 30 años para la Lunar Prospector descubriera el pequeño núcleo lunar.
Lugares de aterrizaje de las misiones Apolo
Lugares de aterrizaje de los Lunik (rojo) Surveyor (amarillo) y Apolo (verde)
El 19 de noviembre de 1969 el ML del Apolo 12 hace un aterrizaje de precisión y se posó en el Océano de las Tormentas a sólo 180 metros de donde está posado el Surveyor 3. El Intrépido se hallaba en el borde de un cráter de 100 metros. Instalaron el sismómetro en el primer paseo y en el segundo visitaron el Surveyor 3 e hicieron rodar una piedra para ver cómo suena en el sismómetro y así poder identificar este hecho en sucesivos eventos. Durante el año que se esperaba que permaneciera el sismómetro activo reportó los movimientos naturales de la Luna causados por impacto de meteoritos, por corrimientos de tierras y auténticos terremotos lunares. Las señales procedentes de tales fenómenos naturales son difíciles de interpretar y no se podía determinar con exactitud su distancia hasta que futuras misiones colocaron otros sismómetros en otros lugares. Pero los astronautas del Apolo 12 tenían asignada una espectacular prueba científica, crear un terremoto artificial haciendo que la sección superior del vehículo de aterrizaje lunar una vez desocupada se estrellase desde los 112 km de altura a un lugar situado a un kilómetro de donde aterrizaron con el Intrépido. El 21 de noviembre de 1969 el Intrépido se estrelló contra la Luna. Las ondas expansivas que provocó el impacto del Intrépido llegaron hasta el sismómetro colocado en la superficie de la Luna por lo que conociendo lugar exacto del choque se pudo averiguar la velocidad de las ondas sísmicas y la densidad del material existente. Si la velocidad sufre alguna discontinuidad ello revela la existencia de capas. La forma como se ha produjo el seísmo artificial, la propagación por una amplia zona de la onda sísmica y más de media hora de duración (reverberación) sorprendieron a los investigadores: Es como si hubiese dado un martillazo en una campana. Frank Press del MIT dijo: No hemos visto nunca parecido en la Tierra. El impacto provocó un seísmo de grado 3. Estamos en el umbral de una gran revelación sobre la Luna. Por su parte Gary Latham jefe del experimento ha comentado: Me temo que vamos a tener que descartar todos los libros que tenemos sobre la Luna y escribir uno nuevo.
Dos terremotos registrados por los sismómetros del Apolo. El de arriba es de un impacto, el de abajo deformaciones producidas en el manto lunar por las mareas terrestres. La ausencia de agua y otros materiales volátiles hacen que las vibraciones en la Luna resuenen como una campana, incluso como respuesta a pequeños choques. Los terremotos aquí representados tienen una reverberación superior a una hora.
El Apolo 13 no llegó a la Luna por un accidente pero los científicos habían decidido que el 10 de abril de 1970 la tercera fase del Saturno V tras impulsar la nave hacia la Luna se estrellaría contra ésta antes de la llegada de los astronautas, en vez de ir a una órbita solar. El objetivo era sondear sísmicamente la Luna con el sismómetro del Apolo 12. A las 2h 9m 46s (TU+1) del 15 de abril de 1970 la tercera fase impactó contra la Luna. El control de la misión informó al Acuario que el cohete impulsor había caído en la Luna y la había dejado temblando. Bien, dijo James Lovell con sarcasmo, al menos hay algo que ha funcionado en este vuelo.
El 28 de julio de 1970 los científicos tras analizar los datos del sismómetro lograron reunir por primera vez pruebas suficientes de que la Luna está afectada por terremotos que se originan bajo su superficie. El doctor Gary Latham declaró los movimientos sísmicos ocurrían cada vez que la Luna pasa por el perigeo, el punto más cercano a la Tierra en sus ciclos de 28 días. Esta es la primera vez que hemos logrado establecer que hay terremotos en el satélite terrestre. Los terremotos fueron detectados por el sismómetro del Apolo 12 y en los siete meses que llevaba funcionando envío gran cantidad de datos, pero detectó 14 señales casi idénticas y registradas periódicamente cuando Luna pasa por el perigeo. Los terremotos se originan en el cráter Fra Mauro situado a 80 km al sur del lugar elegido para el descenso del Apolo 14 en febrero de 1971. No obstante se recalcaba que los astronautas no estarían en peligro.
El 5 de febrero de 1971 el Apolo 14 tras aterrizar en Fra Mauro instaló otro sismómetro. Pero esta vez era activo. Es decir aparte de actuar observando los terremotos lunares a sólo 80 km de uno de los focos detectados, generaba unas vibraciones que luego analizaba. Esto se conseguía mediante dos fuentes activas de temblores: una serie de 21 pequeñas cargas explosivas colocadas por Edgar Mitchell a un tiro de pistola unas de otras y con un golpeador manual que las disparaba y un mortero que disparará por control remoto cuatro granadas explosivas varios meses después de que los astronautas hubieran regresado. Las bombas eran disparadas entre 150 y 1500 metros del sismómetro. Una hilera de tres geófonos separados 51 metros entre sí, registraran la dirección y extensión de las ondas, una técnica utilizada generalmente para buscar petróleo en la Tierra. Edgar Mitchell sólo consiguió activar 13 de los 21 disparadores de granadas: El culatazo es bastante grande es como si disparase a la vez dos cargadores de una escopeta del 12. Los astronautas del A-14 estrellaron el ML Antares en la Luna a 52 km y a 125 km respectivamente de los lugares de aterrizaje del A14 y A12 a las 1h 46m (TU+1) del día 7 de febrero. Era la primera vez que dos sismómetros median simultáneamente un seísmo lunar provocado. A las 21h 29m (TU+1) del 29 de julio de 1971 y unas horas antes del aterrizaje del A15 la tercera fase SaturnoV (S-IV-B) de 13.876 kg. se estrelló contra la Luna a 32 km al sur del ecuador lunar causando una explosión equivalente a diez toneladas de TNT. Con un S-IV-B gastado no se pueden hacer correcciones de rumbo y se estrelló a 80 km del lugar previsto estrellándose a 347 km y a 656 km respectivamente de los lugares de aterrizaje del A14 y A12. Las vibraciones producidas en los dos sismómetros por el impacto duraron más de tres horas. El 3 de agosto de 1971 el ML Halcon se estrella en la Luna a las 2h 5m (TU+1).
La imagen muestra el paquete del mortero de Apolo 14. Se dispararon trece de los veintidós cargas del disparador con éxito pero debido al temor sobre el despliegue del paquete del mortero, ninguno de los cuatro explosivos se disparó. Había la idea de dispararlos al final de la vida operacional del ALSEP, pero los cargas no funcionaron después de estar inactivas tan largo tiempo. Para superar este fallo en el Apolo 16 se mejoró la base del mortero.
Las imagen muestran el disparador del Apolo 16. Tras disparar con éxito tres de las cuatro cargas explosivas, el sensor del diapasón se salió de la escala. Se decidió no disparar el cuarto explosivo.
La tercera fase del Saturno V que impulsó al Apolo 16 se estrelló el 19 de abril de 1972 con 47 minutos de antelación contra la Luna a 253 km del lugar previsto y abriendo un cráter de 18 metros de diámetro. Diecinueve de las cargas del disparador del sismómetro activo funcionaron con éxito. Sin embargo el 24 de abril de 1972 el ML Orión no consiguió estrellarse en la Luna pues se perdió el control con el vehículo tras separarse del módulo de mando Casper perdiéndose así la oportunidad de crear un nuevo seísmo artificial. El sismómetro que dejaron los astronautas del A17 es activo y capaz de obtener un perfil sísmico de la Luna mediante cargas explosivas.
Resumen de las misiones Apolo y las pruebas con los sismómetros.
La red de sismógrafos del Apolo funcionó hasta 1977. Detectó unos 28 terremotos grandes de magnitud máxima de 5,5 en la escala Richter y una cantidad mucho mayor de terremotos de menor intensidad que ocurren una vez al mes cuando la Luna pasa por el perigeo o mínima distancia a la Tierra. Además tenemos las señales causadas por los meteoritos. En Marte, a pesar de ser más grande que la Luna, se espera muy poca actividad pues dada la experiencia con el Viking 2 están descartados los terremotos marcianos grandes, tampoco tenemos satélites lo suficientemente grandes para que causen mareas, pero la gran sensibilidad de SEIS le permitirá quizá detectar pequeños terremotos. El tiempo lo dirá.
No hay comentarios:
Publicar un comentario