Informes meteorológicos españoles desde Marte

Desde agosto de 2012 España cuenta con una instalación meteorológica en la superficie de Marte, un hecho desconocido para gran parte de la opinión pública. Por supuesto, hablamos del instrumento REMS (Rover Environmental Meteorological Station) de Curiosity. Hasta ahora era posible consultar los datos de REMS online, pero ya podemos disfrutar de informes meteorológicos completos explicados de primera mano por miembros del equipo científico del experimento. Todo un lujo.

Curiosity en las faldas de Aeolis Mons (NASA/JPL-Caltech)
Curiosity en las faldas de Aeolis Mons (NASA/JPL-Caltech).

Pero antes de centrarnos en el tiempo del cráter Gale, donde se encuentra Curiosity, convendría dar un repaso al clima marciano. Marte posee una atmósfera muy tenue compuesta principalmente de dióxido de carbono con una presión media global en la superficie de apenas 6 milibares, es decir, no llega al 1% de la presión atmosférica de la Tierra. Esta presión es insuficiente para garantizar la presencia de agua líquida en la superficie.

A esta atmósfera tan tenue hay que añadir una temperatura superficial media bastante baja, de -55 ºC. Obviamente las temperaturas medias son inferiores en los polos, donde rondan los -100 ºC, que en el ecuador, donde alcanzan los 3,15 ºC de máxima. No obstante, las buenas noticias son que en los polos no encontraremos temperaturas inferiores a los -123 ºC, ya que esta es la temperatura de condensación del dióxido de carbono. Es decir, cuando se llega a esta temperatura el dióxido de carbono de la atmósfera se condensa como hielo sobre los casquetes polares. La inclinación del eje marciano (25,2º), muy similar a la de la Tierra (23,5º), es la responsable de las estaciones, como en nuestro planeta. Pero Marte, a diferencia de la Tierra, tiene una órbita más elíptica (e = 0,0934), lo que causa importantes diferencias entre las estaciones de cada hemisferio por culpa de la diferencia de insolación. En Marte el perihelio y el afelio son fechas tan importantes como los equinoccios y solsticios. La consecuencia directa es que las estaciones son más extremas en el hemisferio sur (durante el verano austral se llegan a alcanzar temperaturas 30 ºC por encima de las del verano boreal).

Por este motivo el casquete de dióxido de carbono que se forma sobre la capa de hielo permanente de agua en ambos polos desaparece por completo en el verano del hemisferio norte, pero no durante el verano del hemisferio sur. Dicho de otra forma, cuando vemos una imagen del casquete ártico marciano estamos viendo directamente hielo de agua en Marte. Puesto que la atmósfera es muy poco densa la condensación estacional del dióxido de carbono en los casquetes polares genera importantes variaciones de presión. Si la órbita de Marte fuese circular la condensación en un casquete debería compensarse con la sublimación en el otro, pero como ya hemos comentado esto no es así, y de ahí los acusados cambios de presión media anuales. El máximo de presión atmosférica coincide con el perihelio, que tiene lugar unas semanas antes del solsticio de verano en el hemisferio sur. Estos cambios estacionales tienen una influencia dramática en la circulación atmosférica, ya que los vientos globales en Marte están dominados por una única célula de Hadley —en la Tierra hay tres— que cambia de dirección cada verano.

asa
Circulación anual de la célula de Hadley en Marte (Jorge Pla García y Scot Rafkin).

Ahora bien, aunque comprendemos bastante bien el clima marciano actual nuestro conocimiento está limitado por la falta de medidas directas desde la superficie. O lo que es lo mismo, disponemos de muy pocas estaciones meteorológicas en el planeta rojo. De hecho solamente tenemos a nuestra disposición los datos de cuatro estaciones meteorológicas completas —o sea, con información sobre temperatura, presión y el viento—, que no son otras que las estaciones de las sondas de aterrizaje Viking 1 y Viking 2, el experimento ASI/MET de la Mars Pathfinder y, por supuesto, el instrumento REMS de Curiosity. El resto de sondas, como los rover MER Spirit y Opportunity, carecen de una estación meteorológica completa. Huelga decir que de todas ellas solo REMS está activa actualmente. Además, únicamente REMS está estudiando las condiciones meteorológicas de una zona con bastante relieve (a este respecto vale la pena comentar que una característica del clima marciano es que la temperatura superficial es prácticamente independiente de la altura, siempre que no sea muy extrema, claro está). Por otro lado, la baja densidad de la atmósfera provoca que la temperatura del suelo sea más extrema que la del aire (precisamente una fuente constante de confusión a la hora de hablar de temperaturas en el planeta rojo es confundir las temperaturas del aire con las del suelo).

Partes del instrumento español REMS y la unidad de control, situada dentro del rover (Crisa).
Partes del instrumento español REMS y la unidad de control, situada dentro del rover (Crisa).
Elementos del instrumento REMS (Emily Lakdawalla).
Elementos del instrumento REMS. Los sensores superiores (NASA/Emily Lakdawalla).

REMS es una estación meteorológica de 1,3 kg capaz de medir cada cinco minutos la temperatura, presión atmosférica, velocidad y dirección del viento y radiación ultravioleta que llega a la superficie marciana. Los sensores para medir los datos meteorológicos están localizados en dos pequeños salientes del mástil de instrumentos del rover (el ‘cuello’ de Curiosity). Desgraciadamente, uno de los sensores de viento resultó dañado durante el aterrizaje por la gravilla levantada con el escape de los cohetes de la etapa de descenso en el aterrizaje (la maniobra sky crane).

Con respecto al informe meteorológico del cráter Gale, Curiosity ha comenzado el verano local situado en las faldas del Aeolis Mons (monte Sharp para la NASA). La presión atmosférica ha comenzado a descender tras haber alcanzado su máximo anual (la presión en el cráter Gale oscila entre los 7 y 9 milibares a lo largo del año). A las variaciones anuales de presión hay que añadir las variaciones diarias, puesto que la presión experimenta un máximo cada mañana antes del amanecer y un mínimo al atardecer.

dad
Evolución de la presión media en el cráter Gale medida por REMS Jorge Pla García, Antonio Molina, Javier Gómez Elvira y equipo REMS.).

En cuanto a la temperatura del aire, durante el último mes se ha alcanzado una media de unos -40 ºC. Por el día la media es de unos soportables -12 ºC, mientras que la media nocturna ha sido de -70 ºC. En el cráter Gale REMS ha detectado que las temperaturas medias del aire más altas no se dan en verano, sino en primavera, poco antes de que alcanzar el perihelio y oscilan entre los -65 ºC y los -30 ºC. Pero recordemos que estas son temperaturas medias. La temperatura máxima alcanzada de día en primavera llegó a unos calurosos 4 ºC. Por otro lado, la temperatura media del suelo ha sido de -33 ºC, estando la media anual comprendida entre -60 ºC y -30 ºC. Esta temperatura alcanza diferencias de entre 80 y 100 ºC entre el día y la noche, unos extremos muy por encima a los observados en la temperatura del aire.

(Jorge Pla García, Antonio Molina, Javier Gómez Elvira).
Evolución de la temperatura media del aire en el cráter Gale (Jorge Pla García, Antonio Molina, Javier Gómez Elvira y equipo REMS.).
(Jorge Pla García, Antonio Molina, Javier Gómez Elvira).
EvoluJorge Pla García, Antonio Molina, Javier Gómez Elvira y equipo REMS.).

Los vientos soplan de noche en el cráter Gale de sur a norte debido a la famosa dicotomía marciana, es decir, el hemisferio norte presenta una elevación muy inferior al hemisferio sur. Sin embargo, curiosamente este último mes REMS ha detectado vientos nocturnos del noroeste y no solo vientos del sur. Desde mediados de la primavera hasta la mitad del verano al atardecer se producen en el cráter Gale las llamadas ondas de montaña, un fenómeno que provoca que el viento empuje masas de aire caliente hacia el fondo del cráter por las paredes del mismo, desplazando masas de aire frío, un fenómeno comparable a los vientos Foehn de Los Alpes o los vientos Chinook en las Montañas Rocosas.

sas
Los vientos fuertes generan ondas de montaña que hunden las masas de aire calientes de zonas altas hacia la base del cráter tanto en Boulder, Colorado (derecha) como en el cráter Gale (izquierda) (NASA/NCAR/Equipo REMS).

Esto de las ondas de montaña puede parecer un concepto un tanto complejo de entender, pero podemos visualizarlas directamente gracias a las cámaras de Curiosity en estas espectaculares imágenes:

El instrumento REMS es por el momento la única estación meteorológica en activo situada en la superficie de Marte. La sonda marciana InSight, que será lanzada en 2018, llevará la estación meteorológica TWINS, muy similar a REMS, mientras que el futuro rover Mars 2020 incorporará una versión mejorada de REMS también desarrollada en España y denominada MEDA (Mars Environmental Dynamics Analyzer). Con un poco de suerte dentro de cuatro años tendremos tres estaciones españolas estudiando el tiempo en Marte, algo que ya quisieran para sí muchos países con programa espacial propio.

PD: desde aquí me gustaría darle las gracias a Jorge Pla García (CSIC-INTA) por la ayuda para escribir esta entrada.

Referencias:

23 Comentarios

Participa Suscríbete

MarcosMarcos

Magnifica entrada una vez mas.
55 grados bajo cero como algo “normal”.Solo de pensarlo se congelan hasta las pestañas. Pufff xD
Para mi lo peor de Marte y de humanos en Marte en un futuro mas que la temperatura durisima y la radiación es la casi nula presión.Parece un vacío perfecto.

Juantxo VillahJuantxo Villah

Tenia entendido que el segundo instrumento rems había fallado en enero-febrero, entonces, lo que se ha roto en las dos protuberancias es solo el anemómetro y el resto sigue funcionando?

sebafsebaf

Fantástico artículo como siempre, aunque me quedo con un par de dudas, aquí en la Tierra el suelo tiene mucho más inercia térmica que el aire no? A que se debe esta diferencia con Marte? Me suena mucho más lógico lo que sucede en la tierra…

Por otro lado, que es eso de las gravity waves en las nubes de Marte? Es que allí no hace falta un LIGO?

fisivifisivi

Es asombroso conocer que un clima en otro mundo, en otra escala de presiones y temperaturas, se parezca tanto al nuestro.
Me ha dejado pasmado ver pasar las nubes en el cielo marciano.

Pienso que un clima tan dinámico debe tener mucho efecto a largo plazo sobre la geología marciana, sobre todo por el transporte de suelo por el viento y por el efecto de los hielos sobre el terreno.

JoseJose

El efecto Foehn tiene un efecto colateral (valga la redundancia). Al ascender la montaña el aire se calienta y pasa caliente al otro lado; pero también seco, dado que la humedad queda a “barlovento”. ¿Qué humedad quedaría en este caso? ¿Concentración de CO2? Me temo que no habría tanta humedad relativa para producir lluvia, auqnue quizás sí cierta escarcha.
Estoy pensando en voz alta, extrapolando la casuistica terrestre, no me hagáis caso.

¿Qué opinas Daniel? Tu estas cerca de un efecto Foehn clasico, el Teide. Seco y desertico por una vertiente y tropical por otra.

ToroydToroyd

Aceptadlo…
el nuevo rover requiere un brazo robótico con un plumero en la punta. A pasar el polvo YA!

JxJx

1.. bueno tener estaciones meteorológicas en tiempo real en el planeta Marte,
así aprendemos mas del comportamiento del clima allí, monitoreando las variables involucradas: presión, vientos, temperaturas, gases etc.
2.. offtopic 1: offtopic: El próximo 30 de marzo será el primer lanzamiento de un Falcon 9 reutilizado, lo que seria un logro histórico para SpaceX.
http://es.gizmodo.com/spacex-lanzara...-1793695751
2.. offtopic 2: la nave espacial Juno realizo su 5 Perijovio el pasado 27 de marzo. El priximo perijovio se realizara el 19 de amyo. Aun no se conocelos resultados de lo que han recogido los instrumentos cientificos, seguimos esperando..
3.. Exomars 2020 redujo a dos los sitios de aterrizaje candidatos: Oxia Planum y Mawrth Vallis. En 2019 se seleccionara el sitio definitivo. 2020 sera un año intenso: Exomars 2020, Marte 2020, China 2020, Red Dragon 2020.

CavalieryCavaliery

Una pregunta… ¿A que altura (desde la superficie) en la Tierra equivaldría la presión atmosférica en la superficie de Marte?
Gracias.

Daniel Marín

Dependiendo de la zona, equivale a una altura entre 30 y 60 km sobre la superficie terrestre. La presión media marciana es equivalente a unos 40 km de altura en la Tierra.

miguelmiguel

No piensen que hace mucho frio, en la ISS lo complicado es deshacerse del calor no calentarse. Lo malo es la casi bajísima presión atmosférica.

GinesGines

Una pregunta sobre el GIF #2; si tenemos las nubes, ¿para qué queremos un detector de ondas gravitacionales? Alguien me lo explique…urgentemente.
¨Mars rover spots clouds shaped by gravity waves¨

GinesGines

OOHHH, I see……resulta que primero quieren llamar la atención sobre el titular y despues al final del articulo van y dicen: *Update, 23 March, 10:13 a.m.: This story has been updated to clarify the difference between gravity waves and gravitational waves.¨
Los periódicos estan llenos de titulares sensacionalistas. Lo explican con una notita pero no cambian el titular, que quiere decir ni mas ni menos que las nubes estan sujetas a las leyes de la gravitación….

Fernando GeneraleFernando Generale

Me alegro mucho por los españoles y sus desarrollo espacial aunque no puedo decir lo mismo de lo que pasa en la Argentina

vipondiuvipondiu

Con todo eso Daniel mantiene un ritmo de publicaciones que no veo en ningún otro blog de divulgación. Felicidades por como cuidas tu blog, Daniel.

PacouPacou

Pregunta urgente para los amigos de REMS: ¿qué tiempo hará en Aeolis Mons durante la Semana Santa? Me he pillado allí un apartamento que me cuesta más de 10.000 dactarios y quisiera saber si he de llevar paraguas o bañador, que esas nubes del segundo vídeo me dan muy mala espina…

JuananJuanan

Enhorabuena por la elección: son archifamosas las procesiones de la
Semana Santa marciana… (¿o era murciana ?).

Deja un comentario

Tu email nunca será mostrado o compartido. No olvides rellenar los campos obligatorios.

Obligatorio
Obligatorio
Obligatorio

Puedes usar las siguientes etiquetas y atributos HTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>