Satélites naturales de Marte         

Y así como Ares, la perdición de los mortales, va a guerrear adelante, con él van Phobos [Miedo] y Deimos (Dolor), sus hijos, iguales de valientes e intrépidos, ajustando el yugo de sus caballos y haciendo brillar sus armaduras…

Homero. La Iliada. 

Introducción.

             A principios de agosto de 1877, el astrónomo estadounidense Asaph Hall comenzó su búsqueda de satélites marcianos en el Observatorio Naval de Estados Unidos, en Washington. Su búsqueda se inició por dos razones principales. Descubrió que muchos textos de astronomía y efemérides de la época contenían serios errores y declaraciones incorrectas. Una opinión era que Marte no tenía satélites; como todavía no se había identificado ninguno, esa afirmación era correcta para su momento. Sin embargo, Hall supo al consultar el resumen de las observaciones de Marte de Frederick Kaiser (1808-1872) en el Observatorio Annals of the Leiden, que pocos astrónomos habían buscado tales cuerpos. Entonces, Hall, aprovechando la oposición de Marte de 1877, momento en que el planeta obtiene su máximo acercamiento a la Tierra, apuntó el telescopio refractor Clark de 26 pulgadas del Observatorio Naval para buscar potenciales satélites marcianos.

             Incluso cuando comenzó su búsqueda, Hall sabía que la probabilidad de encontrar un satélite era escasa. Cualquier objeto, de apenas una fracción del tamaño de la Luna de la Tierra, ya se habría descubierto, y cualquier objeto más pequeño ni siquiera podría existir a una gran distancia de Marte, ya que la influencia gravitacional del Sol lo arrebataría. Hall, por lo tanto, comenzó su escrutación buscando un satélite muy pequeño que orbitara muy cerca del planeta. Tal circunstancia haría que el mismo se viese muy cerca del disco de planeta a través del telescopio y que su brillo sería oscurecido por el resplandor del planeta. En vista de estas desalentadoras consideraciones, Hall dijo: "Podría haber abandonado la búsqueda si no hubiera sido por el aliento de mi esposa". Esta declaración quedaría grabada indeleblemente en el descubrimiento. El 12 de agosto de 1877, Hall vio por primera vez uno de los dos satélites de Marte, lo que confirmó el 16 de agosto. La noche siguiente, descubrió un segundo satélite. El anuncio fue hecho varios días después por el almirante de la Marina John Rodgers, el superintendente del observatorio. Estos cuerpos se llamaron Deimos (que significa "vuelo" o "dolor") y Phobos ("miedo” o “pánico"), nombres extraídos de la Ilíada de Homero: "Marte habló, y convocó al miedo y al dolor a unirse a su corcel y ponerse su gloriosa armadura".

             Las primeras imágenes claras de los satélites fueron hechas por el orbitador Mariner 9 de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) en 1972. Cinco años después, los orbitadores Vikingos obtuvieron fotografías aún más dramáticas y detalladas. Esas fotografías revelaron que los dos satélites se encuentran entre los cuerpos más oscuros del Sistema Solar. Debido a su densidad, tamaño y curiosas características orbitales, se cree que son asteroides capturados por el campo gravitacional de Marte. No tienen forma circular. Algunos incluso han descrito su apariencia como en forma de papa; Su modesto tamaño hace que sus campos gravitacionales sean muy débiles, y no permitan que los cuerpos venzan su punto de equilibrio hidrostático, lo que haría que adquirieran figura redondeada.

Figura de los satélites y distancias del planeta.

             Phobos (Fobos), la mayor de las lunas de Marte, tiene un tamaño de 28 X 23 X 20 kilómetros. Tiene una órbita prógrada excepcionalmente baja – a sólo 9.378 kilómetros sobre el ecuador del planeta. Su órbita es tan baja que el mismo no puede ser visto en latitudes superiores o inferiores a 70° (norte o sur). La órbita de Phobos apenas se encuentra por encima del límite de Roche, la distancia por debajo de la cual, las fuerzas de marea de Marte lo rasgarían y destruirían. Es bastante probable que en los próximos 38 millones de años, esta luna sea disgregada lo que podría conducir a que Marte tuviese un leve anillo. El período orbital de Phobos es muy corto: gira cada 7 horas y 39 minutos, haciendo que la luna salga por el Oeste y se ponga por el Este.  

             Deimos mide 16 X 12 X 10 kilómetros. Su órbita es considerablemente más alta que la de Fobos: 23.459 kilómetros sobre el ecuador, con un período de 30 horas y 18 minutos. La órbita de Deimos es lo suficientemente alta como para eventualmente escapar del campo gravitacional de Marte y volar a una órbita independiente alrededor del Sol.

             Las observaciones iniciales de los dos satélites mostraron que estaban muy craterizados, lo que sugiere que sus superficies son muy antiguas, casi tan antiguas como el Sistema Solar. Hay dos cráteres muy grandes (en relación con el tamaño del cuerpo) en Fobos. El cráter más grande, que domina el hemisferio norte del objeto, se llama Stickney, en honor a la esposa de Hall. Tiene un diámetro de 9 kilómetros y es el accidente topográfico más resaltante de la luna. El astrónomo mismo ha sido recordado por una marca superficial menor: Cráter Hall una depresión de 6 kilómetros en el polo sur del satélite. El cráter Roche se encuentra cerca del polo norte de Fobos, un recordatorio del destino final del satélite como resultado de la influencia gravitacional dominante de Marte. Cuando un orbitador Vikingo voló a menos de 88 kilómetros de la superficie de Fobos, fotografió lo que parecían ser grietas, de varios cientos de metros de ancho y hasta 10 kilómetros de longitud, que emanan de Cráter Stickney. Estas grietas en la superficie del satélite fueron causadas por el cuerpo impactante que formó el cráter.

Cartografía de Fobos. Universidad de Cambridge.

             La superficie de Deimos no es tan espectacular como la de Fobos. Un orbitador Vikingo voló a menos de 23 kilómetros de Deimos y resolvió una superficie relativamente inactiva, con cráteres más pequeños (el más grande descubierto tiene solo 2,3 kilómetros de diámetro), sin grietas visibles y la falta de una sola formación espectacular.

Cartografía de Deimos. Universidad de Cambridge.

             La teoría de los orígenes de los asteroides fue reforzada por estas imágenes visuales. Una superficie extraordinariamente oscura y una densidad solo dos veces mayor que la del agua (la mitad de la de Marte) le dieron credibilidad a la teoría de que los satélites estaban compuestos de carbono, muy similares a los asteroides tipo C, que pueblan las regiones más externas del cinturón principal de asteroide. Estos cuerpos pueden contener hasta un 20 % de agua en peso. La razón por la que sus órbitas son tan circulares y ecuatoriales no tiene una explicación fácil. En términos de probabilidad de captura, los asteroides descarriados no necesariamente se deslizarían en órbitas tan ordenadas; la órbita resultante probablemente sería inclinada y considerablemente excéntrica.       

             Por lo tanto, para confirmar tales teorías se tendrá que esperar tanto la exploración física de sus superficies como una mirada de primera mano a los asteroides carbonosos. De aquí la importancia de su exploración. La Unión Soviética lanzó dos sondas Phobos 1 y Phobos 2, con la misión de explorar esta luna y al planeta Marte. La Phobos 1 se perdió antes de llegar a la órbita de Marte. Phobos 2 alcanzó con éxito la órbita alrededor de Marte en 1989 y comenzó a devolver fotografías de Phobos y Marte. El 27 de marzo de 1989, apenas unos días antes del encuentro cercano con Phobos, para liberar los aterrizadores, la nave espacial giró fuera de control, y la misión se perdió.

             Se ha generado un intenso interés en los pequeños satélites de Marte por varias razones. Proporcionan una "estación espacial" natural para futuros exploradores de Marte. Sus pequeños campos gravitacionales requieren muy poca energía para vencer, pero ofrecen una plataforma estable para la organización de los equipos expedicionarios de aterrizaje y observación. También pueden contener cantidades sustanciales de agua que algún día pueden extraerse para proporcionar hidrógeno y oxígeno a los viajeros espaciales, reduciendo así la carga necesaria de transportarlo desde la Tierra a la superficie de Marte. Finalmente, se requiere menos energía para una misión a los satélites de Marte que a nuestra Luna (debido a los débiles campos gravitacionales de las lunas marcianas y, por lo tanto, a sus bajas velocidades de escape). Tal misión, que requeriría un tiempo mínimo (de viaje de ida y vuelta) de dos a tres años, es analizada seriamente por las agencias espaciales interesadas en la exploración de Marte.

             Los estudios fotográficos más detallados de las lunas de Marte se realizaron con las cámaras de las sondas Vikingo (Viking 1 y 2). Viking 1 voló en las cercanías de Fobos el 12 de febrero de 1977. Viking 2 voló por Deimos el 25 de septiembre de 1977. El sistema fotográfico de las sondas devolvió 51.539 imágenes de Marte y sus lunas.

             Las masas de Fobos y Deimos se estimaron determinando cuánto se desviaban las naves espaciales vikingas en sus órbitas alrededor de Marte por los campos gravitacionales producidos por los satélites. Hasta los encuentros con las sondas, las masas de los satélites no se conocían con precisión. A través de la observación de su movimiento orbital, junto con una determinación de la masa marciana, estos encuentros proporcionaron unas excelentes estimaciones de las masas de los cuerpos.

             Una técnica conocida como reflectividad, que mide la cantidad de luz reflejada desde la superficie de un cuerpo, permitió a los científicos planetarios especular que los satélites pueden haber sido asteroides capturados. Se ha especulado durante mucho tiempo que una clase de asteroides hechos de carbono y compuestos de carbono sería extremadamente oscura, como lo demostraron ser Fobos y Deimos.

             Las superficies de ambos satélites están saturadas de cráteres, lo que indica que sus superficies son muy antiguas. Este hallazgo permitió la datación de los asteroides. Además, el peculiar cráter Stickney en Fobos, mostró grietas muy grandes en la superficie del satélite, lo que insinuó a algunos geólogos planetarios que la composición del cuerpo puede contener cantidades sustanciales de hielo de agua. Las grietas también indicaron otras características estructurales del subsuelo, así como la profundidad del regolito (capa superior de suelo que recubre la roca madre).

             Fobos y Deimos pueden convertirse algún día en dos de las estaciones de vía más importantes del Sistema Solar. A medida Marte se convierta en el foco de exploración de la Tierra, estas lunas servirán como puntos de partida hacia la superficie de Marte. Podrían proporcionar una base para operaciones hacia y desde el planeta. También podrían proporcionar una base de comunicaciones para intercambios de información. Finalmente, estos dos pequeños satélites podrían suministrar agua, combustible y oxígeno a futuros exploradores espaciales. Se han considerado planes para enviar una misión tripulada a Fobos como un ensayo general para una misión posterior a la superficie de Marte. Esta misión probaría los problemas médicos y de soporte vital críticos que actualmente limitan una misión a Marte, en una fracción de la energía que se requeriría para aterrizar en la superficie del planeta. Este plan requiere del regreso a nuestra Luna para quedarse y luego una planificación extremadamente meticulosa que conduzca a una expedición tripulada a Marte. Las lunas Fobos y Deimos, sin duda, desempeñarán un papel destacado en los eventuales planes para la exploración humana de Marte.

Datos de las lunas marcianas

Objetos troyanos y co-orbitales.

             A la fecha (año 2024), Marte posee 10 asteroides troyanos que se desplazan en los puntos de Lagrange L4 y L5. De estos objetos 5 tienen designación permanente y 4 denominación provisional. Estos objetos son: (5261) Eureka, (101429) 1998 VF31, (121514) 1999 UJ7, (450154) 2000 AM49, (385250) 2001 DH47, (461377) 2001 FR127, 2001 FG24, (311999) 2007 NS2, (481844) 2008 WH94 y 2023 FW14.