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Lunas de Marte

Las dos lunas de Marte son Fobos y Deimos . [1] Son de forma irregular. [2] Ambos fueron descubiertos por el astrónomo estadounidense Asaph Hall en agosto de 1877 [3] y llevan el nombre de los personajes gemelos mitológicos griegos Phobos (miedo) y Deimos (terror y pavor) que acompañaron a su padre Ares a la batalla. Ares, dios de la guerra, era conocido por los romanos como Marte .

Imagen en color de Deimos ( MRO , 21 de febrero de 2009)

En comparación con la Tierra 's Luna , las lunas Fobos y Deimos son pequeñas. Fobos tiene un diámetro de 22,2 km (13,8 millas) y una masa de 1,08 × 10 16 kg, mientras que Deimos mide 12,6 km (7,8 millas) de ancho, con una masa de 2,0 × 10 15 kg. Fobos orbita más cerca de Marte, con un eje semi-mayor de 9.377 km (5.827 millas) y un período orbital de 7,66 horas; el semieje mayor de la órbita de Deimos es de 23.460 km (14.580 millas), con un período orbital de 30,35 horas.

Historia

Especulación temprana

Vista de Curiosity de las lunas marcianas: Fobos pasando frente a Deimos - en tiempo real (video-gif, 1 de agosto de 2013)

La especulación sobre la existencia de las lunas de Marte había comenzado cuando se descubrieron las lunas de Júpiter . Cuando Galileo Galilei , como un informe oculto sobre él que había observado dos protuberancias en los lados de Saturno (más tarde se descubrió que eran sus anillos), usó el anagrama smaismrmilmepoetaleumibunenugttauiras para Altissimum planetam tergeminum observavi ("He observado que el planeta más distante tiene un triple forma "), Johannes Kepler lo había malinterpretado en el sentido de Salve umbistineum geminatum Martia proles (Hola, gemelos furiosos, hijos de Marte). [4]

Quizás inspirada por Kepler (y citando la tercera ley del movimiento planetario de Kepler ), la sátira de Jonathan Swift Los viajes de Gulliver (1726) se refiere a dos lunas en la Parte 3, Capítulo 3 (el "Viaje a Laputa "), en la que se describen los astrónomos de Laputa como habiendo descubierto dos satélites de Marte orbitando a distancias de 3 y 5 diámetros marcianos con períodos de 10 y 21,5 horas. Fobos y Deimos (ambos encontrados en 1877, más de un siglo después de la novela de Swift) tienen distancias orbitales reales de 1,4 y 3,5 diámetros marcianos, y sus respectivos períodos orbitales son 7,66 y 30,35 horas. [5] [6] En el siglo XX, VG Perminov, un diseñador de naves espaciales soviéticas tempranas de Marte y Venus , especuló que Swift encontró y descifró registros que los marcianos dejaron en la Tierra. [7] Sin embargo, la opinión de la mayoría de los astrónomos es que Swift simplemente estaba empleando un argumento común de la época, que como los planetas interiores Venus y Mercurio no tenían satélites, la Tierra tenía uno y Júpiter tenía cuatro (conocidos en ese momento), que Marte, por analogía, debe tener dos. Además, como aún no se habían descubierto, se pensó que debían ser pequeños y cercanos a Marte. Esto llevaría a Swift a hacer una estimación más o menos precisa de sus distancias orbitales y períodos de revolución. Además, Swift pudo haber sido ayudado en sus cálculos por su amigo, el matemático John Arbuthnot . [8]

El cuento de Voltaire de 1752 " Micromégas ", sobre un visitante extraterrestre en la Tierra, también se refiere a dos lunas de Marte. Es de suponer que Voltaire fue influenciado por Swift. [9] [10] En reconocimiento de estas 'predicciones', dos cráteres en Deimos se llaman Swift y Voltaire , [11] [12] mientras que en Fobos hay uno llamado regio , Laputa Regio , y uno llamado planitia , Lagado Planitia , ambos llevan el nombre de lugares en Los viajes de Gulliver (la ficticia Laputa , una isla voladora, y Lagado , capital imaginaria de la ficticia nación Balnibarbi ). [13] Muchos de los cráteres de Fobos también llevan el nombre de personajes de Los viajes de Gulliver . [14]

Descubrimiento

El telescopio utilizado por Asaph Hall en el descubrimiento de las lunas marcianas

Asaph Hall descubrió Deimos el 12 de agosto de 1877 aproximadamente a las 07:48 UTC y Phobos el 18 de agosto de 1877, en el Observatorio Naval de EE. UU. (El Antiguo Observatorio Naval en Foggy Bottom) en Washington, DC , aproximadamente a las 09:14 GMT (contemporáneo fuentes, utilizando la convención astronómica anterior a 1925 que comenzó el día al mediodía, [15] dan la hora del descubrimiento como el 11 de agosto a las 14:40 y el 17 de agosto a las 16:06 hora media de Washington, respectivamente). [16] [17] [18] En ese momento, estaba buscando deliberadamente lunas marcianas. Hall había visto previamente lo que parecía ser una luna marciana el 10 de agosto, pero debido al mal tiempo, no pudo identificarlos definitivamente hasta más tarde.

Hall registró su descubrimiento de Phobos en su cuaderno de la siguiente manera: [19]

"Repetí el examen en la primera parte de la noche del 11 [de agosto de 1877] y de nuevo no encontré nada, pero al intentarlo de nuevo unas horas más tarde encontré un objeto tenue en el lado siguiente y un poco al norte del planeta. Apenas había tiempo de asegurar una observación de su posición cuando la niebla del río detuvo los trabajos, esto fue a las dos y media de la noche del día 11. Intervino un tiempo nublado durante varios días.
"El 15 de agosto, el tiempo parecía más prometedor, dormí en el Observatorio. El cielo se despejó con una tormenta eléctrica a las 11 en punto y se reanudó la búsqueda. Sin embargo, la atmósfera estaba en muy malas condiciones y Marte estaba tan ardiente e inestable que no se podía ver nada del objeto, que ahora sabemos que estaba en ese momento tan cerca del planeta como para ser invisible.
El 16 de agosto se volvió a encontrar el objeto en el lado siguiente del planeta, y las observaciones de esa noche mostraron que se estaba moviendo con el planeta y si era un satélite, estaba cerca de uno de sus alargamientos. Hasta ese momento no había dicho nada a cualquiera en el Observatorio de mi búsqueda de un satélite de Marte, pero al salir del observatorio después de estas observaciones del 16, alrededor de las tres de la mañana, le dije a mi asistente, George Anderson, a quien le había mostrado el Objeto, que pensé que había descubierto un satélite de Marte. Le dije también que se quedara callado ya que no deseaba que se dijera nada hasta que el asunto estuviera fuera de duda. No dijo nada, pero la cosa era demasiado buena para guardarla y la dejé El 17 de agosto entre la una y las dos de la tarde, mientras estaba reduciendo mis observaciones, el profesor Newcomb entró en mi habitación para almorzar y le mostré mis medidas del objeto débil cerca de Marte que demostraba que se estaba moviendo con el planeta.
"El 17 de agosto, mientras esperaba y observaba la luna exterior, se descubrió la interior. Las observaciones de los días 17 y 18 dejaron fuera de duda el carácter de estos objetos y el descubrimiento fue anunciado públicamente por el almirante Rodgers".

El telescopio utilizado para el descubrimiento fue el refractor de 26 pulgadas (66 cm) (telescopio con lente) que se encontraba en Foggy Bottom. [20] En 1893, la lente se volvió a montar y se colocó en una nueva cúpula, donde permanece hasta el siglo XXI. [21]

Los nombres, originalmente escritos como Phobus y Deimus , respectivamente, fueron sugeridos por Henry Madan (1838-1901), Maestro de Ciencias de Eton , del Libro XV de la Ilíada , donde Ares invoca Fear and Fright. [22] La nieta del hermano de Henry Madan, Falconer Madan, fue Venetia Burney , quien sugirió por primera vez el nombre del planeta Plutón .

El engaño de la luna de Marte

En 1959, Walter Scott Houston perpetró un famoso engaño de April Fool en la edición de abril del Great Plains Observer , afirmando que "el Dr. Arthur Hayall de la Universidad de las Sierras informa que las lunas de Marte son en realidad satélites artificiales". Tanto el Dr. Hayall como la Universidad de las Sierras eran ficticios. El engaño ganó atención mundial cuando la afirmación de Houston fue repetida en serio por un científico soviético, Iosif Shklovsky , [23] quien, basado en una estimación de densidad refutada más tarde, sugirió que Phobos era una carcasa metálica hueca .

Encuestas recientes

Se han realizado búsquedas de satélites adicionales. En 2003, Scott S. Sheppard y David C. Jewitt inspeccionaron casi toda la esfera Hill de Marte en busca de satélites irregulares . Sin embargo, la luz dispersa de Marte les impidió buscar en los pocos minutos de arco interiores donde residen los satélites Fobos y Deimos. No se encontraron satélites nuevos con una magnitud roja límite aparente de 23,5, que corresponde a radios de aproximadamente 0,09 km utilizando un albedo de 0,07. [24]

Caracteristicas

Tamaños aparentes de las lunas de Marte, Deimos y Fobos , y de la Luna como se ve desde la superficie de sus respectivos planetas (las lunas de Marte fotografiadas por el rover Curiosity , 1 de agosto de 2013)

Si se ve desde la superficie de Marte cerca de su ecuador, Fobos completo parece un tercio del tamaño de una luna llena en la Tierra. Tiene un diámetro angular de entre 8 '(ascendente) y 12' (superior). Debido a su órbita cercana, parecería más pequeño cuando el observador está más lejos del ecuador marciano y está por debajo del horizonte y, por lo tanto, invisible cuando se ve desde los casquetes polares de Marte. Deimos se parece más a una estrella brillante o un planeta para un observador en Marte, solo un poco más grande de lo que parece Venus desde la Tierra; tiene un diámetro angular de aproximadamente 2 '. El diámetro angular del Sol visto desde Marte, por el contrario, es de unos 21 '. Por lo tanto, no hay eclipses solares totales en Marte, ya que las lunas son demasiado pequeñas para cubrir completamente el Sol. Por otro lado, los eclipses lunares totales de Fobos ocurren casi todas las noches. [25]

Los movimientos de Fobos y Deimos parecerían muy diferentes a los de la Luna de la Tierra. Speedy Phobos se eleva en el oeste, se pone en el este y vuelve a ascender en solo once horas, mientras que Deimos, que está apenas fuera de la órbita sincrónica , se eleva como se esperaba en el este pero muy lentamente. A pesar de su órbita de 30 horas, tarda 2,7 días en establecerse en el oeste, ya que cae lentamente detrás de la rotación de Marte.

Ambas lunas están bloqueadas por mareas , siempre presentando la misma cara hacia Marte. Dado que Fobos orbita Marte más rápido de lo que gira el planeta, las fuerzas de las mareas están disminuyendo lenta pero constantemente su radio orbital. En algún momento en el futuro, cuando se acerque a Marte lo suficientemente cerca (ver el límite de Roche ), Fobos se romperá por estas fuerzas de marea y formará un anillo alrededor de Marte o chocará contra Marte. [26] [27] Varias cadenas de cráteres en la superficie marciana, inclinados más lejos del ecuador cuanto más viejos son, sugieren que puede haber otras lunas pequeñas que sufrieron el destino esperado de Fobos, y que la corteza marciana en su conjunto cambiado entre estos eventos. [28] Deimos, por otro lado, está lo suficientemente lejos como para que su órbita sea impulsada lentamente en su lugar, [29] como en el caso de la Luna de la Tierra.

Detalles orbitales

Nombre y pronunciación Imagen Diámetro (km) Superficie

Área (km 2 )

Masa (kilogramo) Semieje mayor
(km)
Período orbital (h)
Periodo medio de salida de la luna (h, d)
Marte  IFobos / F oʊ b ə s /
FOH -bəs
22,2 km (13,8 mi) (27 × 21,6 × 18,8 km) 1.548 kilometros 21,08 × 10 169.377 km (5.827 millas) 7,66 11,12 h (0,463 días)
Marte  IIDeimos / D aɪ m ə s /
DY -məss
12,6 km (7,8 mi)
(10 × 12 × 16 km)		483 kilometros 22 × 10 1523.460 km (14.580 millas) 30.35 131 horas (5,44 días)
Mars Moons Orbit distance.jpeg
Los tamaños relativos y la distancia entre Marte, Fobos y Deimos, a escala.

(Cargue la imagen en tamaño completo para ver las dos lunas de Marte).

Origen

Animación que ilustra el origen del cinturón de asteroides de las lunas

El origen de las lunas marcianas sigue siendo controvertido. [30] Tanto Phobos como Deimos tienen mucho en común con los asteroides carbonosos de tipo C , con espectros , albedo y densidad muy similares a los de los asteroides de tipo C o D. [31] Basado en su similitud, una hipótesis es que ambas lunas pueden ser asteroides capturados del cinturón principal . [6] [32] Ambas lunas tienen órbitas muy circulares que se encuentran casi exactamente en el plano ecuatorial de Marte , y por lo tanto, un origen de captura requiere un mecanismo para circularizar la órbita inicialmente muy excéntrica y ajustar su inclinación en el plano ecuatorial, muy probablemente por un combinación de resistencia atmosférica y fuerzas de marea , [33] aunque no está claro si hay suficiente tiempo disponible para que esto ocurra para Deimos. [30] La captura también requiere disipación de energía. La atmósfera actual de Marte es demasiado delgada para capturar un objeto del tamaño de Fobos mediante el frenado atmosférico. [30] Geoffrey Landis ha señalado que la captura podría haber ocurrido si el cuerpo original fuera un asteroide binario que se separó bajo las fuerzas de las mareas. [32]

Fobos podría ser un objeto del Sistema Solar de segunda generación que se fusionó en órbita después de la formación de Marte, en lugar de formarse simultáneamente a partir de la misma nube de nacimiento que Marte. [34]

Otra hipótesis es que Marte estuvo una vez rodeado por muchos cuerpos del tamaño de Fobos y Deimos, quizás expulsados ​​a la órbita a su alrededor por una colisión con un gran planetesimal . [35] La alta porosidad del interior de Fobos (basada en la densidad de 1,88 g / cm 3 , se estima que los vacíos comprenden entre el 25 y el 35 por ciento del volumen de Fobos) es incompatible con un origen asteroide. [36] Las observaciones de Fobos en el infrarrojo térmico sugieren una composición que contiene principalmente filosilicatos , que son bien conocidos en la superficie de Marte. Los espectros son distintos de los de todas las clases de meteoritos condrita , y de nuevo apuntan en sentido contrario a un origen asteroide. [37] Ambos conjuntos de hallazgos apoyan el origen de Fobos a partir de material expulsado por un impacto en Marte que se reacretó en la órbita marciana, [38] similar a la teoría predominante sobre el origen de la luna de la Tierra.

Las lunas de Marte pueden haber comenzado con una gran colisión con un protoplaneta de un tercio de la masa de Marte que formó un anillo alrededor de Marte. La parte interior del anillo formaba una gran luna. Las interacciones gravitacionales entre esta luna y el anillo exterior formaron Fobos y Deimos. Más tarde, la luna grande se estrelló contra Marte, pero las dos lunas pequeñas permanecieron en órbita. Esta teoría concuerda con la superficie de grano fino de las lunas y su alta porosidad. El disco exterior crearía material de grano fino. [39] [40] Las simulaciones sugieren que el objeto que colisionó con Marte tenía que estar dentro del rango de tamaño de Ceres y Vesta porque un impacto mayor habría creado un disco y lunas más masivos que habrían impedido la supervivencia de lunas diminutas como Fobos y Deimos. . [41]

Más recientemente, Amirhossein Bagheri y sus colegas de ETH Zurich y el Observatorio Naval de EE. UU . Propusieron una nueva hipótesis sobre el origen de las lunas. Al analizar los datos sísmicos y orbitales de Mars InSight Mission y otras misiones, propusieron que las lunas nacen de la interrupción de un cuerpo padre común hace entre 1 y 2,7 ​​mil millones de años. El progenitor común de Phobos y Deimos probablemente fue golpeado por otro objeto y se hizo añicos para formar Phobos y Deimos. [42]

Exploración

Si bien muchas sondas marcianas proporcionaron imágenes y otros datos sobre Fobos y Deimos, solo unas pocas estaban dedicadas a estos satélites y tenían la intención de realizar un sobrevuelo o aterrizaje en la superficie.

Dos sondas bajo el programa soviético Phobos se lanzaron con éxito en 1988, pero ninguna realizó los aterrizajes de salto previstos en Phobos y Deimos debido a fallas (aunque Phobos 2 fotografió Phobos con éxito). La sonda rusa post-soviética Fobos-Grunt estaba destinada a ser la primera misión de retorno de muestras desde Fobos, pero la falla de un cohete la dejó varada en la órbita de la Tierra en 2011.

En 1997 y 1998, la misión Aladdin fue seleccionada como finalista en el Programa de Descubrimiento de la NASA . El plan era visitar Phobos y Deimos y lanzar proyectiles a los satélites. La sonda recogería la eyección mientras realizaba un sobrevuelo lento. Estas muestras serían devueltas a la Tierra para su estudio tres años después. Finalmente, la NASA rechazó esta propuesta a favor de MESSENGER , una sonda a Mercurio.

En 2007, la Agencia Espacial Europea y EADS Astrium propusieron y desarrollaron una misión a Fobos en 2016 con un módulo de aterrizaje y retorno de muestras, pero esta misión nunca se realizó. Desde 2007, la Agencia Espacial Canadiense ha estado considerando la misión PRIME a Fobos con orbitador y módulo de aterrizaje. Desde 2008, el Centro de Investigación Glenn de la NASA comenzó a estudiar una misión de retorno de muestras de Phobos y Deimos. Desde 2013, la NASA desarrolló el concepto de misión Phobos Surveyor con un orbitador y un pequeño rover que se propone lanzar en algún momento después de 2023. [ cita requerida ] La misión PADME propuesta de la NASA propone lanzarse en 2020 y alcanzar la órbita de Marte en 2021 para realizar múltiples sobrevuelos del Lunas marcianas. [ cita requerida ] Además, la NASA está evaluando la misión conceptual OSIRIS-REx II para una muestra de regreso de Fobos. [43] Otra misión de retorno de muestra de Deimos, llamada Gulliver. ha sido conceptualizado. [44] Rusia planea repetir la misión Fobos-Grunt alrededor de 2024. [ cita requerida ]

Galería

  • Fobos, con Stickney Crater a la derecha (2003).

  • Fobos (1998). [45]

  • Comparación: Fobos (arriba) y Deimos (abajo) (2005).

Órbitas de lunas y naves espaciales que orbitan alrededor de Marte. [46]

Ver también

  • Lista de misiones a las lunas de Marte  - artículo de la lista de Wikipedia
  • Troyano de Marte  : cuerpos celestes que comparten la órbita de Marte
  • Satélites de Marte
  • Tránsito de Deimos desde Marte
  • Tránsito de Fobos desde Marte

Referencias

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  10. ↑ Voltaire explicó que dado que Marte está más lejos del Sol que la Tierra, no podría arreglárselas con menos de dos lunas. (Patrick Moore, 2000, El astrónomo errante )
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Otras lecturas

  • Primera Conferencia Internacional sobre la Exploración de Fobos y Deimos (2007)
    • Pascal Lee - Un caso para la exploración humana de las lunas de Marte (2007) (pdf)

enlaces externos

  • Diccionario geográfico de nomenclatura planetaria - Marte (USGS)
  • Visualización interactiva en 3D de las órbitas de Marte y sus lunas Fobos y Deimos

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