MAVEN es una nave espacial de la NASA que orbita Marte para estudiar la pérdida de gases atmosféricos de ese planeta al espacio, proporcionando información sobre la historia del clima y el agua del planeta. [4] El nombre es un acrónimo de " Mars Atmosphere and Volatile Evolution ", mientras que la palabra maven también denota "una persona que tiene conocimientos o experiencia especiales; un experto". [5] [6] MAVEN se lanzó en un cohete Atlas V desde la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral , Florida, el 18 de noviembre de 2013 UTC y entró en órbita alrededor de Marte el 22 de septiembre de 2014 UTC . La misión es la primera de la NASA que estudia la atmósfera de Marte. La sonda está analizando la atmósfera superior y la ionosfera del planeta para examinar cómo y a qué velocidad el viento solar está eliminando compuestos volátiles.
La investigadora principal de la misión es Shannon Curry de la Universidad de California, Berkeley . Reemplazó a Bruce Jakosky del Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial de la Universidad de Colorado Boulder , quien propuso y dirigió la misión hasta 2021. [4] La construcción, el lanzamiento y el funcionamiento del proyecto costó 582,5 millones de dólares durante sus dos años. misión principal. [7]
Propuesta en 2006, la misión fue la segunda del Programa Mars Scout de la NASA , que anteriormente había contado con Phoenix . Fue seleccionado para su desarrollo para vuelo en 2008. [8]
El 2 de agosto de 2013, la nave espacial MAVEN llegó al Centro Espacial Kennedy , en Florida , para comenzar los preparativos del lanzamiento. [9]
El 1 de octubre de 2013, sólo siete semanas antes del lanzamiento, un cierre del gobierno provocó la suspensión del trabajo durante dos días e inicialmente amenazó con forzar un aplazamiento de 26 meses de la misión. Con el lanzamiento nominal de la nave espacial programado para el 18 de noviembre de 2013, un retraso más allá del 7 de diciembre de 2013 habría provocado que MAVEN perdiera la ventana de lanzamiento ya que Marte se desalineó demasiado con la Tierra . [10]
Sin embargo, dos días después, el 3 de octubre de 2013, se hizo un anuncio público de que la NASA había considerado el lanzamiento de MAVEN de 2013 tan esencial para garantizar la comunicación futura con los activos actuales de la NASA en Marte (los rovers Opportunity y Curiosity ) que se autorizó a reiniciar la financiación de emergencia. procesamiento de naves espaciales en preparación para un lanzamiento a tiempo. [11]
Las características de Marte que se asemejan a lechos de ríos secos y el descubrimiento de minerales que se forman en presencia de agua indican que Marte alguna vez tuvo una atmósfera lo suficientemente densa y era lo suficientemente cálida como para que el agua líquida fluyera en la superficie. Sin embargo, esa espesa atmósfera de alguna manera se perdió en el espacio. Los científicos sospechan que durante millones de años, Marte perdió el 99% de su atmósfera a medida que el núcleo del planeta se enfrió y su campo magnético decayó, lo que permitió que el viento solar barriera la mayor parte del agua y los compuestos volátiles que alguna vez contuvo la atmósfera. [12]
El objetivo de MAVEN es determinar la historia de la pérdida de gases atmosféricos al espacio, proporcionando respuestas sobre la evolución del clima marciano . Midiendo la velocidad con la que la atmósfera escapa actualmente al espacio y reuniendo suficiente información sobre los procesos relevantes, los científicos podrán inferir cómo evolucionó la atmósfera del planeta con el tiempo. Los principales objetivos científicos de la misión MAVEN son:
MAVEN se lanzó desde la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral (CCAFS) el 18 de noviembre de 2013, utilizando un vehículo de lanzamiento Atlas V 401 . [13] [14] Llegó a Marte el 22 de septiembre de 2014 y se insertó en una órbita elíptica aproximadamente a 6.200 km (3.900 millas) por 150 km (93 millas) sobre la superficie del planeta . [14]
En octubre de 2014, mientras se ajustaba la nave espacial para comenzar su misión científica principal, el cometa Siding Spring también estaba realizando un sobrevuelo cercano a Marte. Los investigadores tuvieron que maniobrar la nave para mitigar los efectos nocivos del cometa, pero mientras lo hacían pudieron observar el cometa y realizar mediciones sobre la composición de los gases y el polvo expulsados. [15]
El 16 de noviembre de 2014, los investigadores completaron las actividades de puesta en servicio de MAVEN y comenzaron su misión científica principal, programada para durar un año. [16] Durante ese tiempo, MAVEN había observado un cometa cercano, midió cómo los gases volátiles son arrastrados por el viento solar y realizó cuatro "inmersiones profundas" hasta el borde de las atmósferas superior e inferior para caracterizar mejor toda la atmósfera superior del planeta. . [17] En junio de 2015, la fase científica se extendió hasta septiembre de 2016, lo que permitió a MAVEN observar la atmósfera marciana durante todas las estaciones del planeta. [18]
El 3 de octubre de 2016, MAVEN completó un año completo de observaciones científicas marcianas. Se había aprobado para una misión extendida adicional de dos años hasta septiembre de 2018. Todos los sistemas de la nave espacial seguían funcionando como se esperaba. [19]
En marzo de 2017, los investigadores de MAVEN tuvieron que realizar una maniobra no programada previamente para evitar colisionar con Phobos la semana siguiente. [20]
El 5 de abril de 2019, el equipo de navegación completó una maniobra de frenado aerodinámico de dos meses para bajar la órbita de MAVEN y permitirle servir mejor como relevo de comunicaciones para los módulos de aterrizaje actuales, así como para el rover Perseverance . Esta nueva órbita elíptica tiene aproximadamente 4.500 km (2.800 millas) por 130 km (81 millas). Con 6,6 órbitas por día terrestre, la órbita más baja permite una comunicación más frecuente con los rovers. [21]
En septiembre de 2020, la nave espacial también continúa su misión científica, con todos los instrumentos todavía en funcionamiento y con suficiente combustible para durar al menos hasta 2030. [21]
El 31 de agosto de 2021, Shannon Curry se convirtió en la investigadora principal de la misión. [22]
La NASA tomó conocimiento de fallas en las unidades de medición de inercia (IMU) de MAVEN a fines de 2021, necesarias para que la sonda mantuviera su órbita; Después de haber pasado de la IMU principal a la de respaldo en 2017, vieron que las de respaldo mostraban signos de falla. En febrero de 2022, ambas IMU parecían haber perdido la capacidad de realizar su medición correctamente. Después de realizar una terminación de latido para restaurar el uso de la IMU de respaldo, los ingenieros de la NASA se dispusieron a reprogramar MAVEN para usar un modo "totalmente estelar" usando posiciones de estrellas para mantener su altitud, eliminando la dependencia de las IMU. Esto se implementó en abril de 2022 y se completó el 28 de mayo de 2022, pero durante este período, MAVEN no pudo usarse para observaciones científicas ni para transmitir comunicaciones a la Tierra desde los rovers Curiosity y Perseverance y el módulo de aterrizaje Insight . Otros orbitadores de Marte se encargaron de la comunicación reducida. [23]
MAVEN fue construido y probado por Lockheed Martin Space Systems . Su diseño se basa en los del Mars Reconnaissance Orbiter y el 2001 Mars Odyssey . El orbitador tiene una forma cúbica de aproximadamente 2,3 m × 2,3 m × 2 m (7 pies 7 pulgadas × 7 pies 7 pulgadas × 6 pies 7 pulgadas) de alto, [24] con dos paneles solares que sostienen los magnetómetros en ambos extremos. La longitud total es de 11,4 m (37 pies). [25]
El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA proporcionó una carga útil de radio de retransmisión de frecuencia ultraalta ( UHF ) Electra que tiene una velocidad de retorno de datos de hasta 2048 kbit/s. [26] La órbita altamente elíptica de la nave espacial MAVEN puede limitar su utilidad como relevo para operar módulos de aterrizaje en la superficie, aunque los largos períodos de visión de la órbita de MAVEN han proporcionado algunos de los mayores retornos de datos de relevo hasta la fecha de cualquier orbitador de Marte. [27] Durante el primer año de operaciones de la misión en Marte, la fase científica primaria, MAVEN sirvió como orbitador de retransmisión de respaldo. En el período ampliado de la misión de hasta diez años, MAVEN proporcionará servicio de retransmisión UHF para vehículos exploradores y módulos de aterrizaje presentes y futuros en Marte. [18]
La Universidad de Colorado Boulder , la Universidad de California, Berkeley y el Centro de Vuelo Espacial Goddard construyeron cada uno un conjunto de instrumentos para la nave espacial, que incluyen: [28]
Construido por el Laboratorio de Ciencias Espaciales de Berkeley de la Universidad de California :
Construido por el Laboratorio Boulder de Física Atmosférica y Espacial de la Universidad de Colorado :
Construido por el Centro de vuelos espaciales Goddard :
SWEA, SWIA, STATIC, SEP, LPW y MAG son parte del conjunto de instrumentos Particles and Fields, IUVS es el conjunto de instrumentos de teledetección y NGIMS es su propio conjunto epónimo.
MAVEN costó 582,5 millones de dólares para construir, lanzar y operar para su misión principal, casi 100 millones de dólares menos de lo estimado originalmente. De este total, 366,8 millones de dólares se destinaron al desarrollo, 187 millones de dólares a los servicios de lanzamiento y 35 millones de dólares a la misión principal de dos años. En promedio, la NASA gasta 20 millones de dólares al año en las operaciones ampliadas de MAVEN. [7]
Marte pierde agua en su delgada atmósfera por evaporación. Allí, la radiación solar puede dividir las moléculas de agua en sus componentes, hidrógeno y oxígeno . El hidrógeno, como elemento más ligero, tiende entonces a elevarse hasta los niveles más altos de la atmósfera marciana , donde varios procesos pueden arrastrarlo al espacio, perdiéndolo para siempre en el planeta. Se pensaba que esta pérdida se producía a un ritmo bastante constante, pero las observaciones de MAVEN del hidrógeno atmosférico de Marte durante un año marciano completo (casi dos años terrestres) muestran que la tasa de escape es mayor cuando la órbita de Marte lo acerca más al Sol , y sólo un -décima parte cuando está en su punto más lejano. [39]
El 5 de noviembre de 2015, la NASA anunció que los datos de MAVEN muestran que el deterioro de la atmósfera de Marte aumenta significativamente durante las tormentas solares . Esa pérdida de atmósfera hacia el espacio probablemente jugó un papel clave en el cambio gradual de Marte de su atmósfera dominada por dióxido de carbono , que había mantenido a Marte relativamente caliente y permitió que el planeta sustentara agua superficial líquida, al planeta frío y árido que se ve hoy. Este cambio tuvo lugar hace aproximadamente 4,2 y 3,7 mil millones de años. [40] La pérdida atmosférica fue especialmente notable durante una eyección de masa coronal interplanetaria en marzo de 2015. [41]
En 2014, los investigadores de MAVEN detectaron auroras extendidas por todo el planeta, incluso cerca del ecuador. Dados los campos magnéticos localizados en Marte (a diferencia del campo magnético global de la Tierra), las auroras parecen formarse y distribuirse de diferentes maneras en Marte, creando lo que los científicos llaman auroras difusas. Los investigadores determinaron que la fuente de las partículas que causaban las auroras era una enorme oleada de electrones provenientes del Sol. Estas partículas altamente energéticas pudieron penetrar mucho más profundamente en la atmósfera de Marte que lo que habrían hecho en la Tierra, creando auroras mucho más cerca de la superficie del planeta (~60 km frente a 100-500 km en la Tierra). [43]
Los científicos también descubrieron auroras de protones, diferentes de las llamadas auroras típicas, producidas por electrones. Hasta ahora, las auroras de protones sólo se habían detectado en la Tierra. [44]
La llegada fortuita de MAVEN justo antes de un sobrevuelo del cometa Siding Spring brindó a los investigadores una oportunidad única de observar tanto el cometa como sus interacciones con la atmósfera marciana. El instrumento IUVS de la nave espacial detectó intensas emisiones ultravioleta de iones de magnesio y hierro, resultado de la lluvia de meteoritos del cometa, que fueron mucho más fuertes que cualquier cosa jamás detectada en la Tierra. [45] El instrumento NGIMS pudo tomar muestras directamente de polvo de este cometa de la Nube de Oort , detectando al menos ocho tipos diferentes de iones metálicos. [46]
En 2017, se publicaron resultados que detallaban la detección de iones metálicos en la ionosfera de Marte. Esta es la primera vez que se detectan iones metálicos en la atmósfera de un planeta distinto de la Tierra. También se observó que estos iones se comportan y distribuyen de manera diferente en la atmósfera de Marte, dado que el planeta rojo tiene un campo magnético mucho más débil que el nuestro. [47]
En septiembre de 2017, la NASA informó de una duplicación temporal de los niveles de radiación en la superficie de Marte, así como de una aurora 25 veces más brillante que cualquier otra observada anteriormente. Esto ocurrió debido a una tormenta solar masiva e inesperada . [48] La observación proporcionó información sobre cómo los cambios en los niveles de radiación podrían afectar la habitabilidad del planeta, ayudando a los investigadores de la NASA a comprender cómo predecir y mitigar los efectos en futuros exploradores humanos de Marte.
Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .Este artículo incorpora texto de esta fuente, que se encuentra en el dominio público .Este artículo incorpora texto de esta fuente, que se encuentra en el dominio público .Una persona que tiene conocimientos o experiencia especiales; un experto.
Este artículo incorpora texto de esta fuente, que se encuentra en el dominio público .Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .Este artículo incorpora texto de esta fuente, que se encuentra en el dominio público .Este artículo incorpora texto de esta fuente, que se encuentra en el dominio público .Este artículo incorpora texto de esta fuente, que se encuentra en el dominio público .Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .Este artículo incorpora texto de esta fuente, que se encuentra en el dominio público .Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .Este artículo incorpora texto de esta fuente, que se encuentra en el dominio público .Este artículo incorpora texto de esta fuente, que se encuentra en el dominio público .
