¿Cocha pacha? ¿Marte se acerca?

Marte, el Planeta Rojo. Se le llama así por dos motivos muy importantes: el primero es que es un planeta, y el segundo, que es rojo. Fíjense ustedes nada más qué serendipias tiene la vida. Dicebamus hesterna die que Marte es un planeta rocoso del Sistema Solar Interior. Es, en muchas maneras, un lugar que los humanos tienen amplias posibilidades de colonizar. Lo tiene casi todo: una agradable sensación de levedad, agua, hierro, oxígeno… si pudiéramos terraformarlo sería un lugar muy agradable donde pasar las vacaciones o hasta la vejez.

Pero ayer decíamos que Marte se acerca…

Marte es el cuarto planeta desde el Sol. El quinto si consideramos a la Luna como un planeta (cosa que yo no hago). Es un lugar bastante estudiado, fácilmente accesible y para el que no se requieren más condiciones especiales que aguantar el viaje de ida. Tiene el volcán inactivo más grande del sistema solar (Olympus Mons, el Monte Olimpo, de 26 kilómetros de altura) y el cañón más grande y profundo del Sistema Solar (Valles Marineris, el Valle Marinero, de 4000 km de largo y 7 km de profundo). También tiene dos casquetes polares que cuando se derriten hacen un atascadero de agua y hielo seco por medio mundo. Aquí está Marte visto desde el Viking 1; esa enorme cicatriz es el Valles Marineris:

En Marte el Sol es una canica que prácticamente no calienta y mide sólo dos terceras partes de lo que se ve en la Tierra. La atmósfera es muy delgada, pero es una atmósfera por derecho propio. El cielo en Marte es más bien rojizo aunque en algunos ángulos se llega a ver un tanto azulado. Aquí está la prueba: es una fotografía en color falso tomada por el Spirit a eso de las 6:07 de la tarde del Sol 489 de ese eficiente robot. Los colores están un poco exagerados, pero se acercan mucho a lo que un humano podría ver de paseo por el crater Gusev.

“¿Y cuándo fue el sol 489 del Spirit?” se preguntará más de alguno. Fue el 19 de mayo de 2005, aquí en la Tierra. Y el Spirit sigue trabajando y sin mantenimiento, igual que el Opportunity. Son robots de los de antes de la guerra, hechos para durar. Ya quisiera yo que alguno de mis aparatos aquí en la Tierra durara tanto.Marte está bastante lejos del Sol en términos humanos, pero en términos astronómicos está al alcance de la mano. Así, en promedio Marte está a 1.5 Unidades Astronómicas del Sol. La tierra está a 1 UA. La UA, antes de que me lo pregunten, es la distancia promedio entre la Tierra y el Sol. Una UA mide 149 597 870 691 ± 30 metros. Solía ser definida como la longitud del eje semimayor de la órbita de la Tierra. Ahora se define como la distancia entre el centro del Sol y una partícula sin masa y libre de perturbaciones que se mueve en una órbita circular con un periodo orbital de 365.2568983 días. Una UA mide 150 millones de kilómetros, punto.

En su órbita, todos los planetas tienen un punto en el que están más cercanos al Sol, el perihelio, y otro en el que están más alejados del Sol, el afelio. La Tierra tiene un afelio de 1.0167103335 UA (152,097,701 km), y un perihelio de 0.9832898912 UA (147,098,074 km). Marte está a 1.52366231 UA (227,936,637 km), con un perihelio de 1.38133346 UA (206′664,545 km) y un afelio de 1.66599116 UA (249′228,730 km). Venus, en cambio, está a 0.72333199 UA, con perihelio de 0.71843270 UA (107′476,002 km) y afelio de 0.72823128 UA (108′941,849 km). En el caso de Marte, esto significa varias cosas. Primero, que el año marciano dura 686.96 días terrestres, o sea, 1.8808 años terrestres. Segundo, que está fuera de la órbita de Ricitos de Oro, y por tanto, es muy frío. En el caso de Venus, el año dura 224.70069 días y está muy dentro de la órbita de Ricitos de Oro, por tanto es muy caliente. Sólo la Tierra está justo en la órbita de Ricitos de Oro. En esta estrecha órbita no se está ni muy frío ni muy caliente, el año no dura mucho ni poco, y por si fuera poco, la Tierra no es demasiado grande ni demasiado chica. La Tierra está que ni mandada a hacer para nosotros. Pero divago. Iba yo a hablar de Marte; hablemos pues de Marte.

El día marciano dura 24 horas y 36 minutos; su inclinación es de 25.19° sobre su eje (la de la Tierra es 23.44°); su diámetro es de 6,804.9 km (0.533 Tierras); su masa, 0.107 Tierras; su densidad, 3.934 g/cm³; su gravedad es de apenas 0.376 ges. Algo sumamente interesante (¡más serendipias!) su superficie: 144 798 465 km². La superficie seca en la Tierra es de 148,939,100 km². Podemos pensar que Marte es el hermanito menor de la Tierra. Al día marciano se le llama Sol, así que pueden ustedes hacer las cuentas sobre cuánto tiempo llevan el Spirit (925 soles) y el Opportunity (904 soles). Son más de dos años y medio, y casualmente el lunes pasado fue el solsticio de invierno en Marte, es decir, su día más corto en el hemisfero norte. A partir de este día los exploradores comenzarán a recibir más energía solar cada día, lo que augura mucho mejor rendimiento, lo cual significa posiblemente que en el JPL hay trabajo para otro año por lo menos, si todo sale bien.

Marte tiene dos satélites. Uno es Fobos, que mide 26.8 por 21 por 18.4 kilómetros, tiene un volumen de 5,500 km³ y recorre su órbita en 7 horas con 39 minutos. Precisamente por esa velocidad el condenado satélite sale por el Poniente y se oculta por el Oriente cada once horas. El otro satélite es Deimos, que mide 15.0 por 12 por 10.4 kilómetros, tiene un volumen de 980 km³ y recorre su órbita en 30 horas. Pero el condenado satélite tarda 2.7 días en ocultarse (eso sí) por el Poniente.

También pudiéramos contar como satélite a 5261 Eureka, pero como la piedrita de 3 km sigue a Marte a una distancia de 0.3 UA, podemos descartarlo. Hay otras seis piedras que siguen a Marte sin ser sus satélites, y una que además va marcando el paso, 1999 UJ₇. Eureka y Cruithne están en la misma situación.
La órbita de Marte es más excéntrica que la de la Tierra. Es decir, se extiende más hacia el Espacio que hacia el Sol. Esto tiene sus problemillas: el verano en el hemisferio sur tiene lugar cuando Marte se encuentra en el perihelio. El verano en el sur es así mas cálido y breve que el verano en el norte, y su invierno es más largo y frío. Por esta razón, el casquete polar sur es mayor que el casquete polar norte.Porque Marte tiene casquetes polares. En ambos hay agua en abundancia, mezclada con hielo seco (que es simple dióxido de carbono solidificado). Cuando el Sol les pega de lleno, los casquetes se evaporan (técnicamente, se subliman, debido a la atmósfera tan débil), creando vientos huracanados que alcanzan los 400 km/h, que incluso alcanzan a formar nubes y escarcha. Cuando hace frío, el dióxido de carbono atmosférico se congela y cae a los casquetes, llevándose de paso gran parte del vapor de agua en la atmósfera.

Agua. ¿Qué más me recuerda el agua? Pues el Punto Triple, el único punto en el cual una sustancia puede coexistir en estado líquido, gaseoso y sólido con base a una temperatura y presión dadas. En el caso del agua, el punto triple ocurre cuando la sometemos a una temperatura de 0.01°C (273.16 Kelvins) y a una presión de 611.73 pascales. En este punto, cualquier cambio convertirá al agua líquida en hielo o en gas. Pues bien, este Punto Triple, en Marte, marca la Elevación Cero: sería equivalente a nuestro Nivel del Mar (recuerden que en Marte no hay agua líquida).Elevación Cero. Si tenemos elevación cero en Marte, y también hay un ecuador perfectamente definido, y también hay dos polos perfectamente definidos, y sabemos cuánto dura el día, ¿qué nos falta para saber la hora en Marte? ¡El Meridiano Cero! Allá por 1830, un par de astrónomos, Mädler y Beer, seleccionaron al azar una línea para definir el meridiano 0. Más para acá que para allá, en 1972, el Mariner 9 envió un buen kilo de fotografías de la superficie marciana a la Tierra, y se seleccionó un pequeño crater, Airy-0, en el Sinus Meridiani (”Bahía Media”), como el punto 0.0° precisamente porque coincidía con la línea original de Mädler y Beer. Precisamente por ahí anda trabajando el Opportinity, luchando contra Demonios de Polvo.

Demonios de Polvo. Eso me recuerda que la atmósfera en Marte es bastante delgada. Y cuando digo bastante delgada, es porque casi no tiene atmósfera: 0.8 kilopascales en promedio, cuando la Tierra tiene 101.5 kilopascales. La atmósfera marciana alcanza 11 kilómetros de altura; aquí en la Tierra apenas llegamos a 6 kilómetros. Debido a su extrema delgadez, la temperatura en Marte es muy variable: en el ecuador, cercano al suelo (muy cercano) alcanzamos hasta 70°C (sí, setenta sobre cero); en tanto que a 1 metro de altura (sí, un metro) podemos llegar a -140°C (sí, ciento cuarenta bajo cero). En promedio andamos entre -40°C y 20°C. Que la atmósfera sea pequeña no significa que sea tranquila: abundan las tolvaneras, conocidas en los JPL como Dust Devils. Estas tolvaneras, irónicamente, han limpiado el polvo en los paneles solares de los rovers. El Spirit, de hecho, logró capturar un Diablo de Polvo en una serie de fotografías:

Miren el suelo de la foto. Marte parece estar hecho de basalto rico en silicio, y tiene un gran contenido de hierro. El óxido de hierro es lo que le da ese color anaranjado brillante. Sabemos que hubo agua en su superficie por la presencia de minerales que sólo se pudieron haber formado en presencia de agua líquida (bueno, no en realidad, pero el agua líquida facilita las cosas). Me refiero a las Palomitas y las Moritas. Popcorn and blueberries. Así apodaron en los Jet Propulsion Labs a las cosas que aparecen en la siguiente foto en color falso tomda por el Opportunity:

Esto parece ser prueba de un pasado húmedo en Meridiani Planum, ya que las moritas (que no son azules sino grises) parecen ser hematita, un mineral de hierro que se forma, generalmente, cuando hay agua presente. Aquí se forma en manantiales de agua caliente; a lo mejor allá también. Pero para saberlo no nos basta la información que nos envían el Spirit y el Opportunity: necesitamos enviar un geólogo allá.Bien, basta de datos sin sentido que solo nos servirán para presumir de que sabemos leer un libro lleno de efemérides astronómicas. A lo que nos interesa: cómo ganar en el Trivial Pursuit –perdón– cómo enfrentarnos al correo que mencionaba ayer, ese que dice que Marte se verá precioso en este mes dedicado a Augusto.

El correo de marras es un refrito de un correo de 2003, donde alguien con una calculadora defectuosa nos “informó” que Marte iba a estar muy cercano a la Tierra y que se iba a ver casi tan grande como la Luna, tras lo cual yo me eché a reir por el suelo.

Con ayuda de los datos que puse allá arriba, describamos la situación del correo electrónico. Éste dice más o menos que

¡El Planeta Rojo se verá espectacular! Éste mes y el siguiente la Tierra y Marte se acercarán más de o que lo han hecho a lo largo de la Historia. La próxima vez que esto ocurra será en 2287. Debido a la forma en que la gravedad de Júpiter afecta a la órbita de Marte, los astrónomos pueden estar seguros de que la última vez que esto sucedió fue hace 5000 años y pueden pasar hasta 60,000 años más antes de que vuelva a suceder.

La culminación será el 27 de agosto, cuando Marte se acerque a 56 millones de kilómetros de la Tierra y será el objeto más brillante del cielo nocturno después de la Luna. Tendrá una magnitud de -2.9 y medirá 25.11 arcosegundos. ¡Con ayuda de unos binoculares Marte se verá tan grande como la Luna! [...]

Por supuesto, ésta es la versión más científicamente correcta (y no deja de tener sus errores, y graves). Hay otra versión circulando, más ridícula y seguramente producto de alguien que no sabe leer bien pero que cree saberlo todo:

[...] ¡La culminación será el 27 de agosto, cuando Marte estará a 720,000 kilómetros y se verá tan grande como la Luna! [...]

¡Sálvese el que pueda! No sólo se comió muchas palabras en la traducción, sino que mandó los datos astronómicos a la basura, seguramente porque no los entendió.
Analicemos primero lo que sabemos de Marte y su órbita. Si nos ponemos a hacer números, veremos que Marte y Tierra entran en Oposición cada cierto tiempo: cuando ambos plantas se encuentran más cercanos uno al otro porque sus órbitas coinciden. Esto ocurre una vez cada 780 días (segundo más, segundo menos) y la distancia varía entre 55 y 100 millones de kilómetros. Nada mal, el primer correo parece acertado. Pues bien, la próxima vez que Marte y Tierra estén en oposición será en Navidad de 2007. En este año ambos están aún bastante separados. Sin embargo, el 27 de agosto de 2003 sí estuvieron muy cercanos, y efectivamente, estuvieron lo más cercano posible de los últimos 60,00 años. Estuvieron a 0.37271 UA, lo que equivale a 55′758,006 kilómetros. Se calcula que la última vez que estuvieron tan cerca fue el 12 de septiembre de 57,617 A.N.E. (Antes de Nuestra Era), por la noche, y la siguiente vez será allá por el 2287. Es decir, el primer correo está bastante cercano a la realidad, sólo que con tres años de retraso, mientras que el segundo no da una. La distancia no es tampoco tan elevada en los otros casos. Por ejemplo, en 1924 la distancia fue de 0.37284 UA, mientras que en el 2208 la distancia será de 0.37278 UA. Y no varía mucho: cada 4 años Marte estará bastante cercano a la Tierra.
Sigamos jugando con alegres cálculos numéricos. ¿Qué se requiere para que Marte se vea tan grande como la Luna? Pues que esté a una distancia en que su ángulo de visualización sea equivalente. Más fácil, si queremos que se van iguales, usemos sus tamaños para calcular distancias. La Luna mide 3,476 km de diámetro y Marte mide 6,804.9 km, casi exactamente el doble. Por tanto, Marte debería estar al doble de la distancia a la que se encuentra Luna, es decir, si Luna está a 384,403 kilómetros, Marte debería estar por lo menos a 768,000 km. Hmm… hay algo que no cuadra… ¿dónde quedaron los otros 54 millones de kilómetros de distancia? O más bien, ¿cómo eufemismos le hará Marte para recorrer esa distancia en menos de un mes? Mejor aún, ¿cómo le hará la Luna para mantenerse en una sola pieza? ¿Cómo podremos evitar las marejadas de cuarenta metros de altura que no esperan? ¿Se convertirá Marte en nuestro satélite natural? Evidentemente estamos ante un caso de horrible confusión por parte del autor del segundo correo (y del tercero, que se puso a hacer cuentas alegres como las que acabo de mencionar y sacó un archivo de Powerpoint desexplicando todo lo que yo acabo de explicar).

Así son la ciencia y las matemáticas, nunca demasiado comprendidas…

Falta una última cosa. El primero correo indica que Marte tendrá una magnitud de -2.9 y medirá 25.11 arcosegundos. Bien. La magnitud es correcta: Marte se verá como una esferita roja en el cielo nocturno. En cuanto a los arcosegundos, la manera más fácil es compararlos con otra cosa. Fuera de Venus, en el hemisferio norte una de las estrellas más fáciles de ubicar es Júpiter (sí, sé que no es una estrella, pero para el caso es lo mismo), que últimamente está bastante brillante, de un color naranja clarito. Bien. Marte mide la mitad de Júpiter. Si con ayuda de unos binoculares Marte se ve igual de grande que la luna, yo quiero comprarme unos de esos. Incluso con un buen telescopio de aficionados Marte no se ve tan grande como la Luna a simple vista. Se necesita un telescopio profesional (al menos, de aficionado profesional, que son quienes ya pueden leer un mapa estelar) para ver detalles en Marte. Vaya, apenas se puede ver un disco. ¿Qué se ve de Marte con un par de binoculares (buenos binoculares)? Esto:

Caray, uno no puede confiar ya en lo que le llega por correo electrónico…Mañana, si no hay nada que amerite retomar este tema, comenzaremos con el Apolo 11.