A lo largo de 1.645 días marcianos, el vehículo explorador Perseverance de la NASA ha medido las partículas finas y ultrafinas del polvo de Marte que han quedado adheridas a las muestras de materiales para trajes espaciales transportadas a bordo del rover, incluyendo partículas que son lo suficientemente pequeñas como para penetrar en los pulmones e ingresar al torrente sanguíneo. Los hallazgos fueron publicados el martes 27 de octubre en la revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences y podrían servir de base para el diseño de trajes espaciales y hábitats, el desarrollo de procedimientos para eliminar el polvo y el establecimiento de normas de salud para las tripulaciones en futuras misiones de la NASA al planeta rojo.
“La NASA cuenta con una larga trayectoria en la transformación de desafíos en soluciones viables y en hallar formas creativas de aprovechar los datos de que disponemos para responder a preguntas que van más allá de los objetivos para los que fueron recopilados originalmente”, dijo Lindsay Hays, directora interina de la División de Ciencias Planetarias en la sede central de la NASA en Washington. “El polvo ha sido un desafío para la exploración de la superficie desde la época del programa Apolo. Perseverance está dando a nuestros ingenieros y médicos de la tripulación de vuelo datos de mediciones que pueden utilizar para mejorar nuestros diseños actuales, mucho antes de que los primeros astronautas estadounidenses lleguen a Marte”.
Durante las misiones Apolo de la NASA, el polvo lunar rayó los visores, deterioró las capas externas de los trajes espaciales y dañó sus juntas herméticas; además, algunos miembros de la tripulación reportaron síntomas similares a los de la fiebre del heno.
En Marte, los granos de polvo son redondeados debido a las colisiones con otras partículas impulsadas por el viento y menos abrasivos que los de la Luna. Asimismo, están enriquecidos con azufre, cloro y hierro, y contienen una mayor cantidad de sílice que el polvo lunar. Por otra parte, las tormentas de polvo en Marte, tanto regionales como globales, pueden mantener estas partículas en constante circulación a través de la atmósfera marciana.
El rover transporta un conjunto de cinco muestras de material para trajes espaciales. Las muestras, cada una con un tamaño de 20 milímetros cuadrados (tres cuartos de pulgada cuadrada), son parte de un objetivo de calibración empleado para poner a prueba la configuración del Análisis de entornos habitables con Raman y luminiscencia para productos orgánicos y químicos (SHERLOC, por su acrónimo en inglés), un instrumento situado en el extremo del brazo robótico de Perseverance. El objetivo de calibración de otro instrumento que proporcionó las mediciones de polvo, el Instrumento planetario para la litoquímica con rayos X (PIXL, por su acrónimo en inglés), contiene una muestra de teflón y otra de vidrio basáltico.
Dado que el teflón no contiene elementos que PIXL pueda detectar directamente, cualquier señal elemental de esa muestra que capte el espectrómetro de rayos X proviene del polvo depositado sobre ella.
El equipo investigador también analizó muestras de teflón y Vectran, dos materiales utilizados en trajes espaciales, en el objetivo de calibración de SHERLOC. La NASA envió estas muestras a Marte para estudiar la resistencia de los materiales de los trajes espaciales en la superficie de ese planeta.
“El trabajo principal de Perseverance es buscar señales de vida microbiana antigua, pero la misión también fue diseñada para ayudar a preparar el terreno para los exploradores humanos. Entre las iniciativas se incluyen demostraciones de tecnología como el Experimento de utilización de recursos in situ para extracción de oxígeno en Marte (MOXIE, por su acrónimo en inglés) y el helicóptero Ingenuity, así como las muestras de trajes espaciales”, dijo Katie Stack Morgan, científica del proyecto Perseverance en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL, por sus siglas en inglés) de la NASA en el sur de California.
Finas y ultrafinas
Aunque las mediciones anteriores en Marte permitieron identificar partículas de polvo de hasta unos 3 micrómetros de diámetro, PIXL detectó dos categorías de partículas aún más pequeñas: partículas finas que miden menos de 2,5 micrómetros (un cabello humano tiene un grosor de unos 70 micrómetros) y partículas ultrafinas de alrededor de 100 nanómetros (unas 700 veces más delgadas que un cabello humano). Las partículas presentes en el objetivo de teflón de PIXL y en la muestra de Vectran de SHERLOC tenían un diámetro promedio de unos 2 micrómetros. En el vidrio basáltico de PIXL y en la muestra de teflón de SHERLOC, el tamaño de las partículas de polvo oscilaba entre alrededor de 100 y 300 nanómetros.
La electricidad estática parece determinar qué tamaño de partículas de polvo se adhieren a cada superficie. Los granos de polvo adquieren carga eléctrica al chocar en el aire, y los distintos materiales en el objetivo de calibración atraen partículas de diferentes tamaños. Las partículas más finas permanecieron adheridas a pesar de años de desplazamientos y perforaciones. Los polímeros orgánicos, como la muestra de teflón de SHERLOC, son habituales en las capas externas de los trajes espaciales; los resultados indican que estos materiales atraen con facilidad el polvo fino.
El estudio también halló que algunos materiales retienen menos polvo que otros, lo que podría orientar la futura selección de materiales y recubrimientos protectores para trajes espaciales y hábitats. Diseños como los “suitports” (trajes acoplados a un puerto espacial), que permiten a los astronautas acceder a un traje espacial acoplado al exterior de un hábitat, y las esclusas de aire de doble cámara podrían reducir la cantidad de polvo que penetra en los espacios habitables de los astronautas.
“La existencia de polvo de Marte con un tamaño tan extremadamente fino se había predicho desde hace mucho tiempo, y PIXL nos dio la oportunidad de medirlo directamente en Marte”, dijo Scott VanBommel, científico de la misión Perseverance en la Universidad de Washington en San Luis, Misuri, y autor principal del artículo. “Las aglomeraciones más grandes, las bolas de polvo marciano, terminan desprendiéndose con el paso del tiempo. Pero las partículas más pequeñas se quedan adheridas, y son ellas las que plantean el mayor desafío para los sistemas de soporte vital para los seres humanos”.
En un análisis químico, el polvo presenta una composición rica en hierro y azufre similar a la detectada por misiones anteriores. El instrumento PIXL también reveló que el polvo contiene una mayor concentración de fósforo y detectó indicios de sulfato de calcio.
Protección de las tripulaciones
En la Tierra, las partículas en suspensión en el aire, o materia particulada, que tienen un diámetro por debajo de 2,5 micrómetros (es decir, partículas finas) están relacionadas con diversos efectos negativos para la salud, ya que pueden penetrar profundamente en los pulmones e ingresar al torrente sanguíneo. Algunos estudios han demostrado que las partículas ultrafinas (aquellas que no superan los 100 nanómetros) pueden viajar desde la cavidad nasal hasta el cerebro a través del nervio olfativo.
El polvo marciano está compuesto predominantemente por minerales de silicato y contiene compuestos químicamente reactivos, entre los que se incluyen percloratos, que pueden alterar la función tiroidea, y hierro reactivo, el cual ocasiona daños celulares. Los científicos consideran que los riesgos para la salud que plantea el polvo de Marte dependen de la cantidad de polvo y de la duración de la exposición.
Los resultados obtenidos con PIXL son las primeras mediciones in situ de partículas finas y ultrafinas en Marte. Esta investigación puede servir de base para iniciativas más amplias destinadas a precisar los límites de la exposición al polvo en entornos cerrados para los astronautas, desarrollar hábitos seguros y establecer métodos para eliminar el polvo durante la exploración de Marte.
La NASA ya está trabajando en soluciones para los riesgos que plantea el polvo extraterrestre, utilizando instalaciones de prueba en tierra y misiones lunares como área de entrenamiento para los futuros exploradores de Marte. En marzo de 2025, la agencia puso a prueba un escudo electrodinámico contra el polvo, el cual utilizaba campos eléctricos para eliminar el regolito lunar de las superficies de vidrio y los radiadores térmicos en la Luna. Este sistema, desarrollado en el Centro Espacial Kennedy de la NASA en Florida, llegó a la Luna a bordo de la misión Blue Ghost 1 de la empresa Firefly Aerospace. En el Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston, los ingenieros de la Instalación de Desarrollo y Pruebas Lunares utilizan cámaras de vacío y un simulante de regolito lunar para llevar a cabo pruebas con componentes de trajes espaciales, diversos mecanismos y una herramienta electrostática manual de mitigación del polvo lunar, todo ello de cara a las misiones Artemis a la superficie de la Luna.
Más información acerca de Perseverance
El Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL, por sus siglas en inglés), administrado por Caltech para la NASA, construyó y gestiona las operaciones del rover Perseverance en nombre de la Dirección de Misiones Científicas de la agencia, como parte de la cartera del Programa de Exploración de Marte de la NASA. En JPL también fueron construidos los instrumentos PIXL y SHERLOC de la NASA.
Para obtener más información sobre Perseverance, visita el sitio web (en inglés):
https://ciencia.nasa.gov/marte
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