La misión InSight (NASA). Descubriendo el interior del planeta rojo

InSight (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport), es a próxima misión de la NASA que viajará a Marte el 5 de mayo de 2018.

Será el primer robot geofísico en la superficie de Marte, y que tiene como objetivo principal descubrir cómo es el interior de Marte, y obtener datos sobre la composición media de la corteza, manto y núcleo, y medir in-situ el flujo térmico.

Algunos de sus objetivos concretos son:

  • 1) Entender cómo ha sido la formación y evolución de Marte. Esto nos ayudará a su vez a comprender la formación y evolución de los planetas de tipo terrestre mediante la investigación de la estructura interna y de los procesos y actividad actual que se dan en Marte.
  • 2) Determinar el nivel de actividad tectónica en Marte: se analizará en general el nivel actual de actividad sísmica y tectónica en Marte y se medirá la tasa de impactos meteoríticos en la superficie del planeta.

Para cubrir estos objetivos científicos cuenta con tres instrumentos principales:

  1. SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure): es un sismómetro que se posicionará sobre la superficie marciana y medirá las vibraciones sísmicas de Marte. Sus medidas proporcionan una visión de la actividad interna del planeta. Podrá analizarse también el ratio de impactos meteoríticos sobre la superficie. Además, un conjunto de sensores de viento, presión, temperatura (como TWINS, realizado en España por el Centro de Astrobiología) y campo magnético ayudan a ajustar las mediciones del sismómetro. Incluso se prevee que gracias a los datos de SEIS se pueda saber si en profundidad hay agua líquida o plumas de volcanes activos debajo de la superficie marciana.
  2. HP3 (Heat Flow and Physical Properties Package): es una sonda de medición de flujo térmico. En la primera estapa del funcionamiento de este instrumento se excavará (hasta 5 metros de profundidad) y será lo más profundo que cualquier aparato o sonda anterior ha excavado en la superficie de Marte. A continuación, se medirá el calor que proviene del interior de Marte para revelar cuánto calor está saliendo de este cuerpo planetario y cuál podría ser la fuente o conjunto de fuentes de este calor. Esto nos ayudará a determinar cuál es el estado térmico del planeta y si Marte tiene una composición parecida a la de otros cuerpos como la Luna o la Tierra y cómo fue, por tanto, la evolución de este planeta.
  3. RISE (Rotation and Interior Structure Experiment): este instrumento rastreará con precisión la ubicación del aterrizador para determinar cuánto se tambalea el Polo Norte de Marte mientras orbita el Sol. Estas observaciones proporcionarán información detallada sobre el tamaño del núcleo rico en hierro de Marte. Además, ayudará a determinar si el núcleo es líquido y qué otros elementos, además del hierro, pueden estar presentes.
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Esquema de la misión InSight con la mayoría de sus instrumentos. Credit: NASA

Personalmente, los objetivos científicos planetados en esta misión y su futura efectividad son de gran interés para mi ya que parte de mi investigación está muy ligada a uno de los grandes objetivos de InSight. En concreto, uno de mis objetivos principales en mi investigación es conocer la evolución de Marte desde el punto de vista térmico; junto con el análisis de la corteza del planeta y su posible composición, así como las diferentes fuentes de calor que intervengan en el proceso de generación del flujo térmico. En este punto, si quieres conocer más datos acerca de mi investigación puedes leer una de mis publicaciones que trata sobre la distribución del flujo térmico actual en el planeta, y que en el futuro gracias a los datos de esta misión, comprobaremos y mejoraremos la precisión de dichos modelos.

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Modelo global de distribución del flujo térmico (Parro et al., 2017).

Hace unos días salía la propuesta de mandar nuevamente “tú nombre” a Marte y muchos hemos sido los que ya nos hemos animado a hacerlo 🙂

Y visto el interés se me ocurrió explicar algunos detalles de esta futura misión que está altamente relacionada con el desarrollo de mi investigación.

Para leer toda la información podéis dirigiros a este momento de Twitter o #hilo como prefiráis llamarlo, y descubrir cosas sobre InSight

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Present-day heat flow model of Mars

  • New paper/Nuevo artítulo: Parro, L. M., Jiménez-Díaz, A., Mansilla, F. & Ruiz, J. Present-day heat flow model of Mars. Sci. Rep. 7, 45629, DOI: 10.1038/srep45629 (2017). Link: http://www.nature.com/articles/srep45629 / PDF

Abstract in english: Until the acquisition of in-situ measurements, the study of the present-day heat flow of Mars must rely on indirect methods, mainly based on the relation between the thermal state of the lithosphere and its mechanical strength, or on theoretical models of internal evolution. Here, we present a first-order global model for the present-day surface heat flow for Mars, based on the radiogenic heat production of the crust and mantle, on scaling of heat flow variations arising from crustal thickness and topography variations, and on the heat flow derived from the effective elastic thickness of the lithosphere beneath the North Polar Region. Our preferred model finds heat flows varying between 14 and 25 mW m−2, with an average value of 19 mW m−2. Similar results (although about ten percent higher) are obtained if we use heat flow based on the lithospheric strength of the South Polar Region. Moreover, expressing our results in terms of the Urey ratio (the ratio between total internal heat production and total heat loss through the surface), we estimate values close to 0.7–0.75, which indicates a moderate contribution of secular cooling to the heat flow of Mars (consistent with the low heat flow values deduced from lithosphere strength), unless heat-producing elements abundances for Mars are subchondritic.

Present-day surface heat flow model for Mars (sampled on a 2° × 2° grid), constructed by scaling heat flow variations related to variations in crustal thickness and topography, assuming constant mantle heat flow, and using the heat flow obtained for the North Polar Region from the effective elastic thickness as an anchoring value.

Compilation of present-day Urey ratios obtained for Mars for several convective history models compared with our results.

Abstract en español: Hasta la adquisición de mediciones in situ, el estudio del flujo témico actual de Marte debe basarse en métodos indirectos, que se basan principalmente en la relación entre el estado térmico de la litosfera y su resistencia mecánica, o sobre modelos teóricos de evolución interna. Aquí presentamos un modelo global de primer orden para el flujo térmico superficial de Marte en la actualidad. Este modelo está basado en la producción de calor radiogénico de la corteza y el manto, en el escalado de las variaciones del flujo térmico derivadas del espesor de la corteza y las variaciones topográficas, y en el flujo térmico derivado del espesor elástico efectivo de la litosfera bajo la región del Polo Norte de Marte. En nuestro modelo preferente se alcanzan valores de flujo térmico que varían entre 14 y 25 mW m−2, y un valor promedio de 19 mW m−2. Resultados similares (aunque aproximadamente un diez por ciento más altos) se obtienen si usamos el flujo térmico basado en la resistencia litosférica de la región del Polo Sur. Además, expresando nuestros resultados en términos de la relación de Urey (la relación entre la producción total de calor interno y la pérdida total de calor a través de la superficie), estimamos valores cercanos a 0.7-0.75, lo que indica una contribución moderada del enfriamiento secular al flujo térmico de Marte (consistente con los bajos valores de flujo térmico deducidos de la resistencia de la litosfera), a menos que las abundancias de los elementos productores de calor en Marte sean subcondríticos.

ENTRADA DE DIARIO: SOL 25

Y aquí estamos, hoy de lunes, el frio helador ha llegado a Madrid, y aunque adoro mi facultad y tal, ¡¡¡hace un frío infernal!!! Creo que ya no puedo retrasar más el poner aparatitos que calienten el despacho. Al menos, he dejado de pensar en los hielos de Europa (allí sí que hace frío) por una temporada, y lo he cambiado por la misión InSight, y el flujo térmico… suena como más calentito ¿no?