¿Por qué astrónomos están investigando la atmósfera marciana con una antena reutilizada?
Los investigadores han reutilizado una antena en un orbitador de Marte para ayudarlos a comprender mejor la atmósfera marciana en diferentes momentos del día y del año.
Una antena reutilizada del ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO), ayudará a los investigadores a sondear partes de la atmósfera marciana como nunca antes, incluidas áreas que pueden bloquear señales de radio si no se tienen en cuenta adecuadamente y que son cruciales para futuras misiones de habitación en Marte.
Reprogramación en vuelo
El TGO de ExoMars se asoció con Mars Express (MEX), otra nave espacial de la ESA que orbita Marte; Los dos están conectados por radio, de modo que cuando uno pasa detrás del planeta rojo, las ondas de radio atraviesan capas más profundas de la atmósfera.
Los cambios en la forma en que la atmósfera curva las ondas de radio (su refractividad) provocan cambios pequeños pero detectables en las frecuencias de radio recibidas por la nave espacial. Analizar este cambio ayuda a los científicos a determinar la densidad de la atmósfera inferior y la densidad electrónica de la ionosfera, la capa superior cargada de la atmósfera.
"Los sistemas de MEX y TGO no fueron diseñados inicialmente para hacer esto; las antenas de radio que utilizamos fueron diseñadas para la comunicación entre orbitadores y rovers en la superficie del planeta", explicó Jacob Parrott, estudiante de doctorado del Departamento de Física del Imperial College de Londres. y autor principal del estudio. "Tuvimos que reprogramarlos durante el vuelo para llevar a cabo esta nueva ciencia".
Esta técnica innovadora, llamada ocultación mutua de radio, podría cambiar las reglas del juego para futuras misiones y demostrar ser una forma económica de extraer más valor científico de los equipos existentes, añade Parrott.
Transformando la ciencia de Marte
La ocultación de radio se utiliza habitualmente para investigar la atmósfera terrestre; Se realizan miles de mediciones entre satélites de navegación globales, donde los datos que proporcionan se utilizan para el seguimiento atmosférico y la predicción del tiempo.
Sin embargo, solo se ha utilizado en Marte tres veces antes y su nuevo uso por parte de las dos naves espaciales de la ESA marca la primera vez que esta técnica se aplica de forma rutinaria en otro planeta. Y ahora que se ha demostrado su viabilidad, los científicos e ingenieros están trabajando en cómo ampliar el uso de esta técnica en futuras misiones a Marte.
"La ESA ha demostrado ahora la viabilidad de esta técnica, que podría ser transformadora para la ciencia de Marte en el futuro", afirma el coautor del estudio, el Dr. Colin Wilson, científico del proyecto ExoMars TGO y MEX en la ESA. “Actualmente hay siete naves espaciales orbitando Marte; A medida que aumenta el número de naves espaciales, como ocurrirá en las próximas décadas, el número de oportunidades de ocultación de radio aumenta rápidamente. Por tanto, esta técnica será una herramienta cada vez más importante para estudiar Marte”.
Más mediciones, mejores datos
Las mediciones convencionales de ocultación de radio en Marte utilizan un enlace de radio con una estación terrestre terrestre, lo que significa que la ubicación de la medición es fija en relación con el lento movimiento de la Tierra.
Esto dificulta capturar los cambios globales en Marte, ya que los investigadores a menudo miran los mismos lugares y además solo pueden tomar muestras cerca del atardecer y del amanecer debido a la proximidad de la Tierra al Sol, lo que limita nuestra visión de la atmósfera de Marte. Además, la ocultación de radio tradicional sufre de "temporadas de ocultación", donde las mediciones sólo se pueden tomar unos pocos meses al año debido a la órbita de la nave espacial.
Estos problemas se pueden superar mediante la ocultación de radio mutua y permite a los investigadores tomar más mediciones, explorar nuevas regiones de la atmósfera y explorar toda la profundidad de la ionosfera de Marte alrededor del mediodía y la medianoche por primera vez.
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Referencia de la nota:
Parrott, J. et al (2024), First Results of Mars Express - ExoMars Trace Gas Orbiter Mutual Radio Occultation, Radio Science.