¿Por qué revolotea el polvo marciano en el aire cuando no debería? La respuesta, amigo mío, está revoloteando en un túnel aerodinámico en Dinamarca.

Se tarda unos seis mesesen llegar a la superficie del planeta Marte desde la Tierra, pero unos investigadores de la Universidad de Århus en Dinamarca pueden estar allí en cuestión de segundos. No tienen más que mirar por las ventanillas del túnel aerodinámico de la universidad.

El túnel aerodinámico, uno de los principales elementos del Laboratorio de Simulación Marciana (Marslab) de la universidad, se parece mucho a un arma láser de alguna de las primeras películas de James Bond, pero su fama le viene por algo bastante diferente: es el único en el mundo capaz de mantener en circulación un polvo similar al de Marte a bajas velocidades (de 5 a 10 metros por segundo).

Las instalaciones analíticas de Marslab han sido construi­das por un equipo de biólogos, químicos, geólogos y físicos, todos dedicados a investigar el planeta rojo. Un gran póster de Marte cubre la entrada del laboratorio. «Para que uno sepa bien dónde está», dice sonriendo el físico Jon Merrison, uno de los investigadores responsables del laboratorio.

El suelo del Marslab está cubierto por una fina capa de polvo rojizo. También parece cubrir todas las superficies del laboratorio, que se asemeja a un garaje a bordo de la nave espacial Enterprise. Tubos, bobinas, artilugios brillantes, arrugadas láminas aislantes y herramientas yacen esparcidos por las mesas de trabajo.

 

El polvo marciano intrigaa los investigadores, quienes creen que el descubrimiento de sus extrañas propiedades les ayudará a resolver otros misterios, por ejemplo, si puede haber vida en el planeta o si una vez fue como la Tierra.

Para empezar, el polvo marciano se adhiere a todo, incluido a sí mismo. Es el mayor peligro para el medio ambiente de Marte. Cualquier cosa que se envíe a la superficie del planeta quedará cubierta al instante por una sustancia polvorienta, magnética y electrostática. Causa daños mecánicos, químicos, ópticos y eléctricos, y es una gran amenaza para los instrumentos en Marte.

«Si algún día enviamos gente a Marte, deberemos mantener el polvo fuera de su hábitat», explica Merrison. «Si se te pone encima, por poco que sea, nunca podrás quitártelo. Es una sustancia pegajosa y desagradable. Y, desde luego, nada buena para tus pulmones».

 

Compuesto principalmentepor óxido de hierro rojizo, el equipo del Marslab puede recoger sedimentos muy similares de un bosque cercano. Merrison levanta un tazón con lo que parece polvo de cacao, pero que de hecho es el polvo del bosque.

«Lo usamos como punto de referencia», dice. «El análogo del polvo marciano del programa espacial de la NASA es diferente. Ellos recogen el suyo en la cumbre de un volcán de Hawai, y su color es más parecido al del polvo marciano. Pero nuestro polvo es más fino, con unas partículas de tamaño más similar y, magnéticamente, el nuestro también es más parecido al polvo marciano».

El polvo marciano se desplaza por el aire de un modo muy extraño. «El viento empieza a mover las partículas cuando alcanzan un determinado tamaño, que debería ser el mismo en la Tierra y en Marte», dice Merrison. Ese tamaño es 100 micras, un grano de arena. El polvo marciano es mucho más fino: una micra de tamaño. Uno de los objetivos del túnel aerodinámico es determinar por qué el viento lo levanta tan fácilmente.

 

El túnel aerodinámico,con su forma de torpedo, domina el laboratorio. Su diseño permite que circule indefinidamente una muestra de aire marciano, principalmente dióxido de carbono a un 1% de la presión del aire de la Tierra (ver recuadro «Diseño mejorado»).

«Aparte de nosotros, sólo la NASA tiene un túnel aerodinámico marciano en el mundo», dice Merrison. «Lo que tiene el nuestro de especial es que podemos establecer bajas velocidades de viento y, gracias a eso, observar ciertas cosas. Podemos utilizar el mismo polvo durante los experimentos y, por tanto, estudiar cómo cambian sus propiedades mientras revolotea».

Gracias al trabajo realizado en el túnel aerodinámico, el Marslab está cada vez más cerca de entender por qué el polvo marciano se comporta como lo hace, dice. Debido a su magnetismo y sus propiedades electrostáticas, los
pequeños granos se atraen entre sí, formando terrones. El viento levanta estos «grumos», que se asemejan a la arena, aunque son mucho más ligeros y cuando se estrellan contra una superficie, vuelven a disgregarse.

Recientemente, Merrison y sus compañeros han estado diseñando distintos sensores de viento con la esperanza de que formen parte de las próximas misiones a Marte, uno de los objetivos principales del Marslab.

«Los anemómetros tradicionales funcionan muy bien en la Tierra, pero la baja presión de Marte, unido a sus tem­peraturas extremas, hacen que allí sean imprecisos», dice.

 

Desatornilla varios pernosdel armazón exterior del túnel aerodinámico y lo desmonta. A medida que extrae la carcasa exterior, deja al descubierto el cilindro interior, cubierto de polvo rojo, y dos bobinas cortas y delgadas de alambre, coronadas por pequeños tacos de papel. Este primitivo instrumento no mecánico – básicamente una bola sobre un muelle – puede ser fotografiado por un todoterreno marciano para revelar la fuerza del viento.

«Tiene que ser simple», subraya Merrison. «Casi todas las mejores ideas están basadas en algo simple. No hay mucho espacio en esos vehículos y no les gusta llevar muchas cosas encima. Para conseguir que admitan algo a bordo en una misión, tiene que ser algo que no suponga un peligro de ningún tipo y no pese prácticamente nada».

El Marslab espera que la NASA acepte su sensor Telltale en su próxima misión a Marte, cuyo lanzamiento está programado para el 2007. Para la próxima misión de la Agencia Espacial Europea, en 2011, el laboratorio está desarrollando un anemómetro más sofisticado, aunque sorprendentemente sencillo. Envía tres rayos láser, que pueden medir la velocidad y la dirección del viento, y detectar el polvo y su carga eléctrica. Con su cuarto prototipo del láser, los científicos del Marslab pueden hacer cambios en el taller y ver los resultados al instante.

«Lo bueno de tener un túnel aerodinámico aquí es que puedes tener una idea por la mañana y probarla por la tarde», dice Merrison.

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Diseño mejorado

El túnel aerodinámico del Marslab consta principalmente de un cilindro interior hueco –con un ventilador en un extremo– recubierto por una carcasa exterior con extremos cóncavos. El ventilador impulsa el aire por el cilindro interior donde, tras chocar contra la pared posterior, regresa por fuera del cilindro interior y vuelve a ser aspirado por el ventilador.

La maquinaria no debe interferir con el polvo ultra fino, magnético y electrostático, y debe ser capaz de soportar una atmósfera cerrada que se calienta y enfría muy rápidamente. El primer túnel aerodinámico del Marslab, fabricado en 1999, tuvo problemas con todos estos factores.

En 2003, SKF suministró los rodamientos rígidos de bolas de cerámica 6206 HC4 para una nueva versión de la unidad. Estos rodamientos, montados sobre anillos, han permitido mejorar el diseño del túnel aerodinámico y alcanzar velocidades más altas. «Marcaron una gran diferencia», dice Jon Merrison del Marslab.

El siguiente paso es una versión más grande del túnel aerodinámico, dice. «Podríamos conseguir un mayor control del flujo, y podríamos caminar en el interior si la cámara fuera más grande. También podríamos introducir una sonda marciana y probar cómo funciona con el polvo».