El 31 de julio es una fecha extraordinaria para la historia de la química, la exploración de las grandes montañas, la investigación de Marte y la conquista científica de la Luna. En este día nació Friedrich Wöhler, químico cuya síntesis de urea demostró que una sustancia asociada a los seres vivos podía producirse en un laboratorio a partir de materiales inorgánicos; Achille Compagnoni y Lino Lacedelli alcanzaron por primera vez la cima del K2, la segunda montaña más alta de la Tierra; Mariner 6 pasó junto a Marte y obtuvo nuevas imágenes y mediciones de su atmósfera; Apollo 15 desplegó y condujo el primer vehículo utilizado por seres humanos sobre otro mundo; Lunar Prospector terminó su misión mediante un impacto controlado cerca del polo sur lunar; y Phoenix confirmó mediante un análisis de laboratorio la presencia de agua en una muestra del suelo marciano.
1800: nace Friedrich Wöhler, pionero de la química orgánica moderna
El 31 de julio de 1800 nació en Eschersheim, actualmente integrado en la ciudad alemana de Fráncfort, Friedrich Wöhler.
Wöhler fue médico de formación, profesor y químico.
Su nombre está asociado especialmente a la síntesis de urea realizada en 1828.
El experimento se convirtió en uno de los episodios más famosos de la historia de la química porque mostró que una sustancia producida por organismos vivos podía obtenerse mediante una transformación realizada en el laboratorio.
Wöhler también realizó importantes investigaciones sobre:
- Química orgánica.
- Compuestos inorgánicos.
- Isomería.
- Aluminio.
- Berilio.
- Silicio.
- Compuestos del boro.
- Minerales y meteoritos.
La química a comienzos del siglo XIX
La química de la época de Wöhler era muy diferente de la actual.
Los investigadores conocían numerosos elementos y sustancias, pero todavía no comprendían completamente:
- Cómo se enlazaban los átomos.
- La estructura tridimensional de las moléculas.
- La naturaleza de los electrones.
- Los mecanismos de las reacciones.
- La diferencia entre fórmula molecular y estructura química.
Los químicos podían analizar una sustancia y determinar qué elementos contenía.
Sin embargo, dos compuestos formados por los mismos elementos podían presentar propiedades completamente diferentes.
Era necesario comprender que no solo importaba la cantidad de cada átomo, sino también la manera en la que esos átomos estaban organizados.
¿Qué era el vitalismo?
Durante los siglos XVIII y XIX, algunos científicos defendían una idea conocida como vitalismo.
Según esta visión, los organismos vivos poseían una fuerza o principio especial que los diferenciaba de la materia inerte.
Se pensaba que determinados compuestos orgánicos solo podían producirse dentro de:
- Animales.
- Plantas.
- Microorganismos.
- Tejidos vivos.
Las sustancias obtenidas de minerales se clasificaban como inorgánicas.
Las procedentes de seres vivos se consideraban orgánicas.
La separación no era únicamente práctica.
Algunos químicos creían que fabricar una sustancia orgánica completa fuera de un organismo podía resultar imposible.
La urea
La urea es una molécula formada por carbono, oxígeno, nitrógeno e hidrógeno.
Su fórmula es:
CO(NH2)2
En los mamíferos se produce principalmente en el hígado.
El organismo necesita eliminar el nitrógeno sobrante generado durante la descomposición de aminoácidos y proteínas.
El amoníaco es tóxico.
El hígado transforma gran parte de ese nitrógeno en urea, que puede viajar por la sangre hasta los riñones y eliminarse mediante la orina.
Actualmente, la urea también se utiliza en:
- Fertilizantes.
- Fabricación de resinas.
- Productos dermatológicos.
- Reducción de emisiones en motores diésel.
- Laboratorios químicos.
- Industria farmacéutica.
El experimento de 1828
Wöhler estaba trabajando con compuestos relacionados con el cianato.
Intentaba preparar cianato de amonio, una sustancia considerada inorgánica.
Durante el procedimiento obtuvo unos cristales cuyas propiedades no coincidían con las esperadas.
Al analizarlos descubrió que eran urea.
La transformación puede representarse de manera simplificada:
NH4OCN → CO(NH2)2
Ambas sustancias poseen los mismos tipos y cantidades de átomos.
La diferencia se encuentra en la manera en la que están conectados.
El cianato de amonio se había reorganizado para formar urea.
Una molécula asociada a la vida fabricada sin un organismo
La urea había sido obtenida tradicionalmente a partir de la orina.
El experimento de Wöhler mostró que podía producirse sin utilizar:
- Un riñón.
- Un hígado.
- Una célula.
- Un animal.
- Una supuesta fuerza vital.
La reacción no creó vida.
Tampoco produjo una célula ni un organismo completo.
Pero demostró que una molécula orgánica podía surgir mediante las mismas leyes químicas que actuaban sobre la materia inorgánica.
¿Acabó Wöhler inmediatamente con el vitalismo?
La historia suele simplificarse afirmando que el experimento destruyó el vitalismo de un solo golpe.
La realidad fue más gradual.
Algunos investigadores continuaron defendiendo versiones del vitalismo durante décadas.
Además, el cianato utilizado por Wöhler podía haberse preparado inicialmente mediante materiales que procedían de organismos.
Por ello, sus contemporáneos no interpretaron necesariamente el experimento como la demostración definitiva de que toda la química de la vida podía reproducirse.
Su importancia aumentó al combinarse con otras síntesis realizadas posteriormente.
Los químicos consiguieron fabricar:
- Ácido acético.
- Colorantes.
- Medicamentos.
- Compuestos aromáticos.
- Moléculas presentes en seres vivos.
Poco a poco quedó claro que los compuestos orgánicos obedecían las mismas leyes generales que el resto de la materia.
El nacimiento de la síntesis orgánica
La síntesis química consiste en construir una sustancia a partir de otras mediante una serie de reacciones controladas.
Antes del desarrollo de la química orgánica sintética, muchas sustancias solo podían obtenerse mediante:
- Plantas.
- Animales.
- Minerales escasos.
- Procesos naturales lentos.
La posibilidad de fabricarlas en un laboratorio abrió el camino hacia:
- Nuevos medicamentos.
- Plásticos.
- Colorantes artificiales.
- Fibras sintéticas.
- Explosivos.
- Pesticidas.
- Materiales electrónicos.
Una gran parte de la vida moderna depende de la capacidad para diseñar y producir moléculas.
La isomería
El experimento de la urea también estaba relacionado con un problema fundamental: la isomería.
Dos sustancias son isómeras cuando poseen la misma fórmula molecular, pero diferentes estructuras.
Esto significa que contienen el mismo número de átomos de cada elemento, aunque están conectados de otra manera.
La estructura modifica:
- La forma.
- La reactividad.
- La temperatura de fusión.
- La solubilidad.
- El olor.
- La actividad biológica.
La idea permitió comprender que una fórmula como C2H6O no describe por completo una sustancia.
Puede corresponder, por ejemplo, al etanol o al dimetil éter, dos compuestos con propiedades muy diferentes.
La colaboración con Justus von Liebig
Wöhler mantuvo una larga amistad y colaboración con Justus von Liebig.
Ambos investigadores habían estudiado sustancias con composiciones semejantes y propiedades diferentes.
Sus trabajos ayudaron a desarrollar la idea de que determinados grupos de átomos podían mantenerse unidos durante una reacción.
Estos grupos fueron denominados radicales.
Aunque las teorías de aquella época fueron modificadas posteriormente, contribuyeron a construir la química estructural.
El aislamiento de elementos
Wöhler también participó en la obtención y estudio de diferentes elementos.
En 1827 consiguió producir aluminio en forma de polvo impuro mediante una reacción química.
Posteriormente mejoró el procedimiento y obtuvo pequeñas cantidades más puras.
El aluminio era entonces un material extraordinariamente difícil de fabricar.
Aunque es abundante en la corteza terrestre, aparece unido fuertemente al oxígeno y a otros elementos.
Antes de la producción industrial mediante electrólisis, el aluminio llegó a ser más costoso que algunos metales preciosos.
Wöhler también aisló berilio aproximadamente al mismo tiempo que el químico Antoine Bussy, utilizando métodos independientes.
La Universidad de Gotinga
Wöhler trabajó durante décadas como profesor en la Universidad de Gotinga.
Su laboratorio atrajo a estudiantes procedentes de diferentes países.
La formación práctica era especialmente importante.
Los alumnos no debían limitarse a leer teorías.
Tenían que:
- Preparar sustancias.
- Realizar análisis.
- Manipular instrumentos.
- Observar reacciones.
- Registrar resultados.
- Repetir experimentos.
Este modelo ayudó a consolidar el laboratorio como centro de la enseñanza química universitaria.
1954: la primera ascensión completa al K2
El 31 de julio de 1954, los alpinistas italianos Achille Compagnoni y Lino Lacedelli alcanzaron la cima del K2.
La expedición estaba organizada y dirigida por el geólogo Ardito Desio.
Era la primera vez que seres humanos conseguían alcanzar la cumbre de la segunda montaña más alta de la Tierra.
El K2 posee una altitud de:
8.611 metros
Se encuentra dentro de la cordillera del Karakórum, en la frontera entre Pakistán y China.
El Everest es más alto, pero numerosos alpinistas consideran que el K2 presenta una escalada técnicamente más compleja y condiciones meteorológicas especialmente peligrosas.
¿Por qué se llama K2?
Durante la Gran Medición Trigonométrica de la India, los topógrafos británicos asignaron códigos provisionales a diferentes montañas del Karakórum.
La letra K hacía referencia a la cordillera.
El número indicaba el orden en el que aparecía el pico dentro de los primeros registros.
Muchas montañas recibieron posteriormente nombres locales o históricos.
Sin embargo, la denominación K2 terminó manteniéndose.
La segunda montaña más alta
El K2 solo es superado en altitud por el Everest.
Pero la altitud no es el único factor que determina la dificultad.
En el K2 se combinan:
- Pendientes pronunciadas.
- Tramos de roca y hielo.
- Avalanchas.
- Desprendimientos.
- Tormentas repentinas.
- Temperaturas extremas.
- Una posición aislada.
- Rutas de retirada complicadas.
La montaña no posee una ruta sencilla.
Incluso la vía más utilizada exige atravesar zonas expuestas y técnicamente difíciles.
El espolón de los Abruzzos
La expedición italiana ascendió principalmente por el espolón de los Abruzzos.
La ruta recibe ese nombre por la expedición dirigida en 1909 por Luis Amadeo de Saboya, duque de los Abruzzos.
El recorrido incluye obstáculos conocidos como:
- La Chimenea House.
- La Pirámide Negra.
- El Hombro.
- El Cuello de Botella.
Algunos de esos nombres fueron utilizados o popularizados en etapas posteriores del alpinismo.
Todos representan sectores en los que un error puede tener consecuencias graves.
La presión atmosférica a 8.000 metros
Al aumentar la altitud, disminuye la presión atmosférica.
El porcentaje de oxígeno del aire continúa siendo aproximadamente el mismo, pero cada respiración contiene muchas menos moléculas.
A ocho mil metros, la presión es aproximadamente un tercio de la existente al nivel del mar.
El organismo recibe mucho menos oxígeno.
Los efectos pueden incluir:
- Dolor de cabeza.
- Fatiga extrema.
- Dificultad para pensar.
- Pérdida de coordinación.
- Náuseas.
- Alteraciones visuales.
- Riesgo de edema pulmonar.
- Riesgo de edema cerebral.
La zona de la muerte
La región situada aproximadamente por encima de los ocho mil metros recibe el nombre de zona de la muerte.
El cuerpo humano no puede aclimatarse completamente a esas condiciones.
Aunque una persona descanse, su organismo continúa deteriorándose.
La falta de oxígeno dificulta:
- Tomar decisiones.
- Regular la temperatura.
- Comer y beber.
- Dormir.
- Reparar tejidos.
- Mantener el equilibrio.
Los alpinistas deben permanecer el menor tiempo posible en esa altitud.
La aclimatación
Una persona no puede viajar directamente desde el nivel del mar hasta ocho mil metros.
El organismo necesita adaptarse progresivamente.
Durante la aclimatación se producen cambios como:
- Aumento de la frecuencia respiratoria.
- Mayor producción de glóbulos rojos.
- Cambios en la circulación.
- Ajustes en el equilibrio ácido-base de la sangre.
- Mayor eficiencia en el transporte de oxígeno.
Las expediciones establecen diferentes campamentos.
Los alpinistas ascienden, transportan material, duermen en altura y regresan parcialmente para recuperarse.
Una gran expedición nacional y científica
La expedición italiana de 1954 no estaba formada únicamente por los dos hombres que alcanzaron la cima.
Incluía:
- Alpinistas.
- Investigadores.
- Médicos.
- Técnicos.
- Fotógrafos.
- Operadores de radio.
- Oficiales pakistaníes.
- Numerosos porteadores.
Ardito Desio era geólogo y quiso incorporar un programa científico.
La expedición realizó observaciones relacionadas con:
- Geología.
- Climatología.
- Topografía.
- Fisiología de gran altitud.
- Condiciones de las poblaciones de la región.
- Funcionamiento del equipo técnico.
Las grandes expediciones de la época mezclaban exploración, ciencia, deporte y prestigio nacional.
El equipo técnico
Alcanzar una montaña de ocho mil metros exigía desarrollar o adaptar:
- Botas aislantes.
- Ropa de varias capas.
- Tiendas resistentes al viento.
- Cuerdas.
- Piolets.
- Crampones.
- Radios.
- Sistemas de oxígeno.
- Alimentos ligeros y energéticos.
La expedición permitió probar materiales y estudiar la respuesta humana en un ambiente extremo.
La ascensión final
Compagnoni y Lacedelli comenzaron el ataque a la cumbre desde un campamento de gran altitud.
Utilizaron oxígeno suplementario durante una parte importante del ascenso.
Las pendientes, el frío y el agotamiento reducían enormemente su velocidad.
Alrededor de las seis de la tarde alcanzaron la cima.
Pasaron poco tiempo en ella antes de iniciar el descenso.
En una montaña de gran altitud, llegar a la cumbre solo representa la mitad del recorrido.
El descenso puede ser incluso más peligroso porque los alpinistas están:
- Agotados.
- Deshidratados.
- Con menos luz.
- Más expuestos al frío.
- Con una capacidad de decisión reducida.
Walter Bonatti y Amir Mehdi
La historia de la ascensión estuvo rodeada durante décadas por una profunda controversia.
El joven alpinista italiano Walter Bonatti y el porteador pakistaní Amir Mehdi transportaron botellas de oxígeno hacia el campamento superior.
No encontraron la tienda en el lugar que esperaban.
La oscuridad les obligó a pasar una noche al aire libre a más de ocho mil metros.
Mehdi sufrió graves congelaciones y posteriormente perdió partes de los pies.
Durante años se discutió:
- La ubicación del último campamento.
- La hora a la que se agotó el oxígeno.
- La versión oficial de la ascensión.
- El papel desempeñado por Bonatti y Mehdi.
Investigaciones y revisiones posteriores reconocieron que la contribución de ambos fue esencial y que algunas partes del relato inicial eran incorrectas.
La cima fue alcanzada por Compagnoni y Lacedelli, pero el éxito dependió del trabajo y los riesgos asumidos por todo el equipo.
La ciencia de sobrevivir al frío
El cuerpo humano intenta mantener una temperatura interna próxima a 37 grados.
En una montaña como el K2 pierde calor mediante:
- Conducción con la nieve y el hielo.
- Convección producida por el viento.
- Radiación térmica.
- Evaporación del sudor y la respiración.
Cuando la temperatura de los tejidos desciende, los vasos sanguíneos de las extremidades se contraen.
El organismo intenta conservar calor para el cerebro, el corazón y otros órganos.
La reducción de circulación aumenta el riesgo de congelación en:
- Dedos.
- Pies.
- Nariz.
- Orejas.
- Mejillas.
Una montaña que continúa siendo extremadamente peligrosa
El K2 sigue siendo uno de los mayores desafíos del alpinismo.
Las nuevas generaciones disponen de:
- Mejores previsiones meteorológicas.
- Ropa más aislante.
- Comunicaciones por satélite.
- Equipos más ligeros.
- Imágenes detalladas de las rutas.
Pero la montaña conserva sus riesgos fundamentales.
Una tormenta, una avalancha, una caída o un retraso pueden convertir una ascensión en una emergencia sin posibilidades de rescate inmediato.
1969: Mariner 6 realiza un encuentro cercano con Marte
El 31 de julio de 1969, la sonda estadounidense Mariner 6 pasó junto a Marte.
La nave alcanzó su punto de máxima aproximación a las 05:19 UTC.
Pasó a unos:
3.429 kilómetros de la superficie
Mariner 6 y su gemela Mariner 7 formaban la primera misión doble enviada hacia Marte.
Las dos sondas debían sobrevolar regiones diferentes con pocos días de separación.
El objetivo era aumentar la cantidad de información disponible y utilizar los resultados de la primera nave para mejorar las observaciones de la segunda.
Marte antes de las sondas
Durante siglos, Marte se observó como un pequeño disco rojizo.
Los telescopios permitían distinguir:
- Zonas claras y oscuras.
- Casquetes polares.
- Tormentas de polvo.
- Cambios estacionales.
Algunos observadores creyeron ver líneas rectas sobre su superficie.
Estas supuestas estructuras fueron interpretadas popularmente como canales construidos por seres inteligentes.
La idea de un Marte habitado se extendió mediante novelas, ilustraciones y periódicos.
Mariner 4 había realizado en 1965 el primer sobrevuelo exitoso y mostró un terreno cubierto de cráteres.
Sin embargo, solo había fotografiado una pequeña parte del planeta.
Dos naves casi idénticas
Mariner 6 y Mariner 7 tenían una estructura octogonal y cuatro paneles solares.
Cada una medía aproximadamente 3,35 metros de altura.
Transportaban:
- Dos cámaras de televisión.
- Espectrómetro infrarrojo.
- Espectrómetro ultravioleta.
- Radiómetro infrarrojo.
- Sistemas para estudiar la atmósfera mediante señales de radio.
Los instrumentos estaban dedicados completamente a Marte.
No se incluyeron experimentos principales para estudiar el espacio interplanetario durante el viaje.
Una nave parcialmente autónoma
La sonda disponía de un ordenador denominado Control Computer and Sequencer.
El sistema ejecutaba instrucciones programadas y coordinaba:
- Orientación.
- Encendido de instrumentos.
- Fotografía.
- Grabación de datos.
- Transmisión hacia la Tierra.
La autonomía era necesaria porque las señales tardaban varios minutos en recorrer la distancia entre Marte y la Tierra.
Los controladores no podían reaccionar instantáneamente durante el encuentro.
Fotografías durante la aproximación
Mariner 6 comenzó a obtener imágenes varios días antes del sobrevuelo.
Las fotografías de aproximación mostraban progresivamente una mayor cantidad de detalles.
Durante los últimos quince minutos antes del punto más cercano, las cámaras comenzaron a tomar imágenes automáticamente cada cuarenta y dos segundos.
La nave obtuvo veinticuatro fotografías de gran proximidad durante un periodo de unos diecisiete minutos.
Los datos fueron almacenados en una grabadora y enviados posteriormente hacia la Tierra.
Transmitir una imagen desde otro planeta
Las fotografías no viajaban como una imagen impresa.
La cámara transformaba la luz en señales eléctricas.
La información se codificaba y se enviaba mediante ondas de radio.
En la Tierra, grandes antenas recibían señales extremadamente débiles.
Los ordenadores reconstruían los valores de cada punto de la imagen.
El proceso era lento.
Una sola fotografía podía tardar varios minutos en transmitirse.
Un Marte craterizado y caótico
Las imágenes mostraron:
- Cráteres de impacto.
- Terrenos irregulares.
- Regiones caóticas.
- Relieves de la zona ecuatorial.
- Detalles del casquete polar austral.
Marte parecía compartir algunas características con la Luna.
La presencia de cráteres mostraba que parte de su superficie era muy antigua.
Sin embargo, las sondas posteriores revelarían volcanes gigantes, valles, cauces secos y regiones renovadas por diferentes procesos.
La atmósfera marciana
Las mediciones indicaron que la atmósfera estaba compuesta principalmente por dióxido de carbono.
La presión superficial era extremadamente baja en comparación con la Tierra.
Una persona sin traje presurizado no podría respirar ni permanecer consciente.
El agua líquida tampoco puede mantenerse estable fácilmente sobre la mayor parte de la superficie actual.
La baja presión favorece que pase rápidamente a vapor o se congele.
El experimento de ocultación por radio
Durante el sobrevuelo, la nave podía enviar una señal mientras desaparecía detrás de Marte.
Antes de quedar completamente bloqueada, la onda atravesaba diferentes capas de la atmósfera.
Los gases modificaban ligeramente:
- La velocidad.
- La dirección.
- La frecuencia.
- La intensidad de la señal.
Analizando esos cambios, los científicos podían calcular propiedades de la atmósfera sin introducir directamente un instrumento dentro de ella.
El casquete polar de dióxido de carbono
Los datos infrarrojos indicaron que parte del casquete polar austral contenía dióxido de carbono congelado.
En Marte, el dióxido de carbono puede:
- Congelarse sobre los polos durante el invierno.
- Sublimarse cuando aumenta la temperatura.
- Pasar directamente de sólido a gas.
- Modificar estacionalmente la presión atmosférica.
Los casquetes también contienen agua helada, pero las primeras misiones todavía intentaban distinguir la composición exacta.
La búsqueda de vida
Mariner 6 no podía detectar directamente microorganismos.
Su contribución consistía en caracterizar el ambiente.
Las temperaturas extremadamente bajas, la escasa presión y la radiación ultravioleta indicaban que la superficie era mucho más hostil de lo que habían imaginado algunos defensores de un Marte cubierto de vegetación.
Sin embargo, una superficie difícil no descartaba completamente:
- Vida antigua.
- Ambientes subterráneos.
- Regiones que hubieran contenido agua.
- Microorganismos adaptados a condiciones extremas.
Preparando el encuentro de Mariner 7
Mariner 7 llegó cinco días después.
Los científicos utilizaron los resultados de Mariner 6 para modificar parte de su programa.
Las imágenes del polo sur habían resultado especialmente interesantes.
Se enviaron nuevas instrucciones para que Mariner 7 observara con mayor detalle determinadas regiones.
La misión doble mostró una ventaja fundamental:
Una nave podía obtener un resultado inesperado y la siguiente podía responder casi inmediatamente.
El camino hacia Viking
Mariner 6 y 7 aportaron datos utilizados para diseñar futuras misiones.
Después llegarían:
- Mariner 9, primer orbitador de Marte.
- Viking 1 y Viking 2, con módulos de aterrizaje.
- Mars Global Surveyor.
- Pathfinder.
- Spirit y Opportunity.
- Curiosity.
- Perseverance.
Cada misión fue construyendo una imagen más completa del planeta.
1971: Apollo 15 realiza el primer recorrido en automóvil sobre otro mundo
El 31 de julio de 1971, los astronautas David Scott y James Irwin desplegaron y condujeron el primer Lunar Roving Vehicle.
Apollo 15 se había posado el día anterior en la región Hadley-Apennine.
El primer paseo espacial completo de la misión transformó la exploración lunar.
Hasta entonces, los astronautas solo podían alejarse una distancia limitada del módulo.
El rover permitió transportar:
- Dos astronautas.
- Herramientas.
- Cámaras.
- Instrumentos.
- Muestras de roca.
- Equipos de comunicación.
Un vehículo plegado dentro del módulo lunar
El rover debía viajar dentro de un compartimento situado en la etapa de descenso del módulo Falcon.
El espacio disponible era muy pequeño.
Los ingenieros diseñaron un vehículo capaz de plegarse.
Durante el despliegue:
- Los astronautas liberaban seguros.
- Tiraban de diferentes cables.
- El chasis descendía desde el compartimento.
- Las ruedas se desplegaban.
- Los asientos y reposapiés se colocaban en posición.
- Se instalaban cámaras, antenas y controles.
El proceso debía realizarse utilizando guantes presurizados y con una movilidad limitada.
¿Por qué no utilizar neumáticos?
Los neumáticos convencionales contienen aire y están fabricados con goma.
La Luna presenta:
- Vacío.
- Temperaturas extremas.
- Radiación solar intensa.
- Polvo abrasivo.
Por ello, el rover utilizaba ruedas fabricadas con una malla de alambre metálico.
Sobre la malla existían bandas de titanio que mejoraban la tracción.
La estructura podía deformarse ligeramente al pasar sobre piedras y cráteres.
Cuatro motores eléctricos
Cada rueda tenía su propio motor eléctrico.
La potencia procedía de baterías no recargables.
No había estaciones de carga ni posibilidad de reemplazar los acumuladores.
Todo el sistema debía funcionar durante las tres excursiones previstas.
La independencia de los motores permitía continuar incluso si uno fallaba.
Dirección delantera y trasera
Las ruedas delanteras y traseras podían girar.
Esto proporcionaba un radio de giro reducido.
Durante el primer recorrido, el sistema de dirección delantero no funcionó inicialmente.
Scott pudo conducir utilizando únicamente las ruedas traseras.
Más tarde, la dirección delantera comenzó a funcionar.
El incidente mostró la importancia de incorporar sistemas redundantes.
Una palanca para conducir
El rover no tenía un volante convencional.
Se controlaba mediante una palanca situada entre los dos asientos.
El conductor podía:
- Empujar hacia delante para acelerar.
- Tirar hacia atrás para frenar.
- Mover lateralmente para girar.
- Activar un freno de estacionamiento.
El diseño debía poder manejarse con guantes gruesos y brazos limitados por el traje.
La gravedad lunar
La gravedad de la Luna es aproximadamente una sexta parte de la terrestre.
El rover pesaba mucho menos que en la Tierra, pero conservaba la misma masa.
Esto significa que mantenía su inercia.
Si el vehículo encontraba un obstáculo, podía rebotar o perder contacto con el suelo.
Los astronautas tenían que conducir con cuidado entre:
- Cráteres.
- Rocas.
- Pendientes.
- Regolito suelto.
El polvo lunar
El suelo está cubierto por regolito formado durante miles de millones de años de impactos.
Al no existir viento ni agua, los fragmentos no se erosionan como en la Tierra.
Muchas partículas poseen bordes afilados.
El polvo podía:
- Adherirse a los trajes.
- Cubrir las cámaras.
- Entrar en juntas.
- Dificultar la disipación del calor.
- Desgastar mecanismos.
Los guardabarros intentaban impedir que las ruedas lanzaran polvo sobre los astronautas y los equipos.
Orientarse sin carreteras
El paisaje lunar carece de árboles, edificios y señales.
La ausencia de atmósfera dificulta calcular distancias.
El rover incorporaba un sistema de navegación que utilizaba:
- Un giroscopio direccional.
- El número de vueltas de las ruedas.
- La distancia recorrida.
- La posición inicial del módulo lunar.
El sistema mostraba la dirección y la distancia aproximada para regresar a Falcon.
Los astronautas también utilizaban mapas, fotografías orbitales y referencias geológicas.
La primera excursión
Durante el primer recorrido, Scott e Irwin se dirigieron hacia el canal de Hadley y la base del monte Hadley Delta.
Visitaron zonas próximas a:
- Cráter Elbow.
- Cráter St. George.
- Hadley Rille.
Recogieron muestras y describieron el terreno para los geólogos que seguían la misión desde la Tierra.
Los científicos utilizaban las imágenes de televisión para orientar algunas decisiones.
Una cámara controlada desde la Tierra
El rover transportaba una cámara de televisión.
Después de estacionar el vehículo, los controladores podían girarla e inclinarla desde Houston.
La cámara permitió:
- Seguir las actividades.
- Observar el terreno.
- Documentar experimentos.
- Grabar posteriormente el despegue del módulo lunar.
La señal viajaba desde la Luna hasta grandes antenas en la Tierra y era distribuida a las redes de televisión.
La regla de poder regresar caminando
Los astronautas no podían utilizar toda la autonomía del rover para alejarse sin límites.
En caso de avería tendrían que regresar andando.
Las rutas se planificaron para que la distancia nunca superara la capacidad de:
- Los sistemas de oxígeno.
- La refrigeración del traje.
- La energía disponible.
- La resistencia física de los astronautas.
El vehículo ampliaba el radio de exploración, pero no eliminaba los riesgos.
Los tres recorridos
Durante Apollo 15, el rover realizó tres excursiones.
En total recorrió aproximadamente 27,9 kilómetros.
El tiempo acumulado de conducción fue ligeramente superior a tres horas.
La máxima distancia directa respecto al módulo fue de varios kilómetros.
Las misiones Apollo 16 y Apollo 17 también utilizaron rovers mejorando todavía más la exploración.
Una nueva forma de hacer geología
El rover permitía visitar diferentes unidades geológicas durante la misma salida.
Los astronautas podían comparar:
- Llanuras volcánicas.
- Laderas montañosas.
- Cráteres recientes.
- Material expulsado por impactos.
- Capas visibles en el canal.
La movilidad aumentaba la variedad de muestras y reducía el riesgo de obtener rocas procedentes de un único lugar.
1999: Lunar Prospector se estrella deliberadamente contra la Luna
El 31 de julio de 1999 terminó la misión Lunar Prospector.
Los controladores dirigieron la nave hacia el cráter Shoemaker, situado cerca del polo sur lunar.
El impacto se produjo a las 09:52 UTC.
No fue un accidente.
La colisión era un experimento planificado para intentar detectar agua oculta dentro de una región permanentemente oscura.
Una misión pequeña y económica
Lunar Prospector formaba parte del programa Discovery de la NASA.
El objetivo de Discovery era desarrollar misiones:
- Relativamente económicas.
- Con objetivos científicos concretos.
- Preparadas en menos tiempo que los grandes proyectos.
- Gestionadas por equipos pequeños.
La nave tenía una masa aproximada de 300 kilogramos.
Fue lanzada en enero de 1998 y orbitó la Luna durante casi diecinueve meses.
Una órbita polar
La nave seguía una órbita que pasaba sobre los polos.
Mientras la Luna giraba debajo de ella, los instrumentos podían estudiar prácticamente toda su superficie.
Este tipo de trayectoria permitía construir mapas globales de:
- Composición química.
- Gravedad.
- Campos magnéticos.
- Distribución de hidrógeno.
- Emisión de partículas.
El espectrómetro de neutrones
Uno de los instrumentos más importantes era el espectrómetro de neutrones.
Los rayos cósmicos golpean la superficie lunar y producen neutrones.
Estas partículas pueden escapar hacia el espacio.
Cuando atraviesan materiales ricos en hidrógeno pierden energía con facilidad.
Midiendo la cantidad y energía de los neutrones, los científicos pueden identificar regiones con concentraciones elevadas de hidrógeno.
Hidrógeno no significa automáticamente agua
Lunar Prospector detectó señales de hidrógeno cerca de los polos.
La explicación más probable era la presencia de agua helada mezclada con el regolito.
Sin embargo, el instrumento no observaba directamente moléculas de H2O.
El hidrógeno también podía encontrarse unido a otros compuestos.
Era necesario obtener pruebas adicionales.
¿Cómo puede existir hielo en la Luna?
La Luna prácticamente no posee atmósfera.
El agua expuesta al Sol puede:
- Evaporarse.
- Disociarse por la radiación.
- Escapar al espacio.
Sin embargo, cerca de los polos existen cráteres profundos cuyo fondo no recibe luz solar directa.
Estas zonas pueden mantenerse extremadamente frías durante miles de millones de años.
Funcionan como trampas frías.
El agua transportada por cometas, asteroides o procesos internos podría quedar congelada dentro de ellas.
Un impacto para levantar una nube
Los científicos decidieron dirigir Lunar Prospector hacia un cráter permanentemente sombreado.
Esperaban que la colisión expulsara:
- Polvo.
- Fragmentos de roca.
- Hielo.
- Vapor de agua.
Telescopios situados en la Tierra y en órbita observarían la nube.
Si aparecían señales espectrales de vapor de agua o radicales derivados, la hipótesis del hielo recibiría un apoyo adicional.
El experimento no detectó vapor
El impacto ocurrió según lo previsto.
Sin embargo, los telescopios no detectaron una señal clara de vapor de agua.
El resultado negativo podía explicarse de diferentes maneras:
- La zona impactada contenía poco hielo.
- La nube fue demasiado pequeña.
- El material quedó oculto por el relieve.
- Las moléculas se dispersaron de una manera difícil de observar.
- Los instrumentos no fueron suficientemente sensibles.
No detectar agua en aquella colisión no demostraba que los polos estuvieran completamente secos.
Las pruebas posteriores
Misiones posteriores aportaron evidencias mucho más fuertes.
En 2009, la misión LCROSS dirigió una etapa de cohete hacia el cráter Cabeus.
Una segunda nave atravesó la nube expulsada y detectó agua.
Otros instrumentos orbitales han identificado:
- Hielo en regiones permanentemente oscuras.
- Moléculas de agua o grupos hidroxilo sobre la superficie.
- Variaciones relacionadas con la iluminación y la temperatura.
Actualmente se considera que existen depósitos de hielo lunar, aunque su concentración y facilidad de extracción varían enormemente.
¿Por qué es importante el hielo lunar?
El agua puede utilizarse para:
- Beber.
- Producir oxígeno.
- Obtener hidrógeno.
- Fabricar combustible para cohetes.
- Apoyar bases científicas.
- Reducir la cantidad de material transportado desde la Tierra.
Separando agua mediante electrólisis pueden obtenerse hidrógeno y oxígeno.
Ambos pueden utilizarse como propelentes.
Por ello, los polos lunares son objetivos fundamentales para futuras misiones.
Las cenizas de Eugene Shoemaker
Lunar Prospector transportaba una pequeña parte de las cenizas del geólogo Eugene Shoemaker.
Shoemaker fue uno de los fundadores de la ciencia planetaria moderna.
Estudió cráteres de impacto y ayudó a demostrar que muchas estructuras terrestres habían sido producidas por colisiones de asteroides o cometas.
También participó en la preparación geológica de los astronautas Apollo.
Su intención de viajar a la Luna como científico-astronauta no pudo realizarse por motivos médicos.
El impacto de Lunar Prospector convirtió parte de sus restos en los primeros restos humanos depositados sobre otro cuerpo celeste.
Otros resultados de la misión
Lunar Prospector no se dedicó únicamente al agua.
También:
- Cartografió elementos químicos.
- Estudió campos magnéticos locales.
- Mejoró los mapas gravitatorios.
- Aportó información sobre el núcleo lunar.
- Analizó grandes regiones geológicas.
Sus datos ayudaron a comprender la estructura interna y la evolución de la Luna.
2008: Phoenix confirma agua en una muestra del suelo marciano
El 31 de julio de 2008, la NASA anunció que el módulo Phoenix había identificado agua dentro de una muestra de suelo marciano.
La confirmación se obtuvo mediante el instrumento TEGA, capaz de calentar materiales y analizar los gases liberados.
Los investigadores ya habían observado otras señales de hielo.
Sin embargo, era la primera vez que una nave recogía una muestra de ese material, la introducía en un laboratorio y detectaba directamente el agua liberada durante el calentamiento.
Una misión al norte de Marte
Phoenix aterrizó el 25 de mayo de 2008 en las llanuras del norte marciano.
La región se encontraba cerca del círculo polar ártico del planeta.
Los datos de la sonda Mars Odyssey habían indicado que existían grandes cantidades de hidrógeno bajo la superficie.
La interpretación principal era que había hielo de agua mezclado con el suelo.
Phoenix fue enviado para comprobarlo directamente.
Un módulo fijo
A diferencia de Spirit, Opportunity o Curiosity, Phoenix no podía desplazarse.
Era una plataforma de aterrizaje fija.
Sus instrumentos estudiaban el terreno situado a su alrededor.
Transportaba:
- Brazo robótico.
- Cámaras.
- Laboratorio químico.
- Hornos para calentar muestras.
- Microscopio.
- Estación meteorológica.
- Láser para estudiar la atmósfera.
Un aterrizaje con retrocohetes
Phoenix utilizó un escudo térmico y un paracaídas durante el descenso.
En la fase final encendió motores para reducir la velocidad.
No utilizó airbags como los rovers Spirit y Opportunity.
El terreno polar era relativamente llano, pero la nave debía evitar:
- Grandes rocas.
- Pendientes.
- Zonas inestables.
- Daños producidos por el chorro de los motores.
El suelo poligonal
Las fotografías mostraron un paisaje dividido en formas poligonales.
En la Tierra aparecen patrones semejantes en regiones de permafrost.
Los cambios de temperatura producen:
- Contracción del suelo.
- Formación de grietas.
- Movimiento de sedimentos.
- Reorganización del hielo.
Los polígonos reforzaban la idea de que el subsuelo estaba dominado por hielo.
El brazo robótico
Phoenix utilizó una pala para excavar pequeñas trincheras.
A pocos centímetros de profundidad encontró una capa extremadamente dura.
El material podía ser:
- Suelo cementado.
- Hielo.
- Una mezcla de partículas y agua congelada.
La nave raspaba la superficie y recogía pequeñas cantidades para introducirlas en los instrumentos.
Los fragmentos blancos que desaparecieron
En una de las trincheras aparecieron pequeños bloques blancos.
Las imágenes obtenidas varios días después mostraron que algunos habían desaparecido.
Si hubieran sido sales, probablemente habrían permanecido visibles.
El comportamiento coincidía con hielo que se había sublimado.
La sublimación es el paso directo del estado sólido al gaseoso sin convertirse primero en líquido.
En la tenue atmósfera marciana, el hielo expuesto puede sublimarse rápidamente.
TEGA: calentar para identificar
El instrumento Thermal and Evolved Gas Analyzer, conocido como TEGA, incluía pequeños hornos.
Una muestra se introducía en uno de ellos y era calentada progresivamente.
Los diferentes materiales liberan gases a temperaturas características.
El instrumento analizaba:
- Qué gases aparecían.
- A qué temperatura se liberaban.
- Cuánta cantidad se producía.
- Qué minerales podían estar presentes.
Cuando la muestra liberó vapor de agua durante el calentamiento, los científicos pudieron confirmar la presencia de hielo.
Una muestra difícil de introducir
El suelo marciano no se comportó exactamente como se esperaba.
Algunas muestras se quedaban pegadas dentro de la pala o sobre las rejillas de entrada.
El material rico en hielo podía formar grumos y no caer fácilmente dentro de los hornos.
El equipo tuvo que:
- Agitar la muestra.
- Esperar a que parte del hielo sublimara.
- Cambiar la forma de excavar.
- Seleccionar terrenos diferentes.
La dificultad también aportó información sobre las propiedades físicas del suelo.
¿Había agua líquida?
Confirmar hielo no significa que existieran charcos líquidos junto a Phoenix.
La temperatura y la presión de la región hacían muy difícil mantener agua líquida estable en la superficie.
Sin embargo, los científicos querían averiguar si en ciertos momentos:
- El hielo podía derretirse brevemente.
- Podían formarse películas microscópicas.
- Las sales reducían el punto de congelación.
- Habían existido condiciones más cálidas en el pasado.
La presencia de agua líquida, aunque fuera temporal, sería importante para la química y la posibilidad de vida microbiana.
El descubrimiento de percloratos
Phoenix encontró perclorato en el suelo.
Los percloratos son sales que contienen cloro y oxígeno.
Su presencia tiene implicaciones contradictorias.
Por una parte:
- Pueden reducir la temperatura de congelación del agua.
- Podrían favorecer la formación de salmueras.
- Algunos microorganismos terrestres pueden utilizarlos dentro de su metabolismo.
Por otra:
- Pueden resultar tóxicos para numerosos organismos.
- Pueden destruir compuestos orgánicos durante el calentamiento.
- Complican la interpretación de algunos análisis químicos.
Un suelo ligeramente alcalino
Los análisis indicaron que el suelo era ligeramente alcalino y contenía diferentes elementos y sales.
El resultado sorprendió porque algunas hipótesis esperaban un terreno muy ácido.
Phoenix identificó sustancias relacionadas con:
- Magnesio.
- Sodio.
- Potasio.
- Cloruros.
- Carbonatos.
La química mostraba un suelo complejo que había interactuado con agua o humedad durante su historia.
Nubes y nieve marciana
Un instrumento láser estudió la atmósfera situada sobre el módulo.
Detectó nubes y precipitaciones de cristales de hielo.
En algunos casos, la nieve se sublimaba antes de alcanzar el suelo.
Las observaciones mostraron que el agua participa actualmente en un ciclo atmosférico marciano.
Puede desplazarse entre:
- El suelo.
- El hielo subterráneo.
- La atmósfera.
- Las nubes.
¿Podría haber vida?
Phoenix no estaba equipada para confirmar directamente la existencia de organismos.
Investigaba si la región reunía ingredientes o condiciones relevantes:
- Agua.
- Fuentes químicas de energía.
- Carbono.
- Periodos de temperaturas adecuadas.
- Protección frente a la radiación.
La superficie de Marte recibe una radiación intensa y es extremadamente fría.
Pero el subsuelo puede ofrecer mayor protección.
El descubrimiento de hielo convirtió las regiones polares en objetivos importantes para futuras investigaciones.
El final de Phoenix
La misión dependía de paneles solares.
Cuando avanzó el otoño marciano:
- El Sol permanecía menos tiempo sobre el horizonte.
- La iluminación disminuía.
- Las temperaturas bajaban.
- Las tormentas reducían la energía disponible.
La nave dejó de comunicarse en noviembre de 2008.
Durante el invierno polar quedó cubierta por hielo de dióxido de carbono.
Imágenes orbitales posteriores indicaron que los paneles solares probablemente sufrieron daños estructurales.
La herencia de Phoenix
La misión confirmó que el hielo de agua era accesible a pocos centímetros bajo la superficie.
Este resultado es importante para:
- Comprender el clima de Marte.
- Investigar ambientes habitables.
- Estudiar el ciclo actual del agua.
- Elegir lugares de aterrizaje.
- Preparar futuras misiones humanas.
El hielo podría proporcionar en el futuro:
- Agua potable.
- Oxígeno.
- Hidrógeno.
- Combustible.
Sin embargo, extraerlo, purificarlo y utilizarlo en condiciones marcianas sería un enorme desafío tecnológico.
¿Por qué el 31 de julio es tan importante para la ciencia?
El 31 de julio reúne campos muy diferentes:
- Química orgánica.
- Síntesis molecular.
- Historia del vitalismo.
- Fisiología de gran altitud.
- Exploración geográfica.
- Climatología de montaña.
- Exploración de Marte.
- Telecomunicaciones espaciales.
- Geología lunar.
- Vehículos eléctricos.
- Detección de hielo.
- Astrobiología.
- Química del suelo marciano.
Es una fecha que conecta una pequeña molécula producida en un matraz con una montaña de más de ocho mil metros, una sonda que sobrevuela Marte a gran velocidad, un vehículo eléctrico avanzando por la Luna y dos experimentos separados por millones de kilómetros que buscaban agua.
También muestra que la ciencia avanza mediante instrumentos capaces de ampliar nuestras posibilidades.
Wöhler utilizó el laboratorio para fabricar una sustancia que antes se asociaba exclusivamente a los organismos.
La expedición del K2 necesitó sistemas de oxígeno, radios y nuevos equipos de montaña.
Mariner 6 convirtió la luz y el calor de Marte en señales de radio.
El rover permitió que los astronautas exploraran una región mucho mayor.
Lunar Prospector detectó hidrógeno mediante neutrones.
Phoenix calentó una muestra para identificar los gases que contenía.
El 31 de julio recuerda además que un resultado científico debe interpretarse con cuidado.
La síntesis de urea no significó que se hubiera creado vida.
Alcanzar una cumbre no elimina el trabajo colectivo que hizo posible la ascensión.
Una imagen de Marte muestra solo una región concreta.
Detectar hidrógeno no equivale automáticamente a observar hielo.
Confirmar agua no demuestra la existencia de vida.
La ciencia necesita diferenciar claramente entre:
- Lo observado.
- La interpretación más probable.
- Las hipótesis pendientes.
- Las afirmaciones que todavía no pueden demostrarse.
Conclusión
El 31 de julio es una fecha extraordinaria dentro de la historia de la ciencia y la exploración.
Friedrich Wöhler nació para convertirse en uno de los pioneros de la síntesis orgánica; Achille Compagnoni y Lino Lacedelli alcanzaron por primera vez la cima del K2 gracias al esfuerzo de una gran expedición; Mariner 6 pasó junto a Marte y envió imágenes y mediciones de su superficie y atmósfera; Apollo 15 desplegó el primer vehículo utilizado por seres humanos en otro mundo; Lunar Prospector terminó mediante un impacto planificado destinado a buscar pruebas de hielo polar; y Phoenix calentó una muestra marciana hasta confirmar la presencia de agua.
El 31 de julio reúne matraces, cristales, botellas de oxígeno, cámaras interplanetarias, ruedas metálicas y pequeños hornos funcionando sobre Marte.
Y eso demuestra que la exploración puede desarrollarse en escalas completamente diferentes.
Podemos explorar el interior de una molécula, ascender hasta donde el cuerpo apenas puede sobrevivir, observar otro planeta durante unos minutos, conducir sobre la Luna o analizar unos gramos de suelo situado a cientos de millones de kilómetros.
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Fuentes oficiales, científicas e históricas:
- Deutsche Biographie — Friedrich Wöhler
- Science History Institute — Wöhler, Liebig, la urea y la isomería
- Science History Institute — La síntesis de urea y la química orgánica
- Consejo Nacional de Investigaciones de Italia — Primera ascensión al K2
- Guinness World Records — Primera ascensión completa al K2
- NASA Science — Misión Mariner 6
- NASA History — Mariner 6 y Mariner 7 exploran Marte
- NASA/JPL — Sobrevuelo de Mariner 6
- NASA — Primer uso del vehículo lunar
- NASA — Apollo 15 y el Lunar Roving Vehicle
- NASA — Misión Apollo 15
- NASA History — Apollo 15 en Hadley-Apennine
- NASA Science — Lunar Prospector
- NASA — Experimento de impacto final de Lunar Prospector
- NASA Science — Misión Mars Phoenix
- NASA/JPL — Phoenix confirma agua marciana
- NASA/JPL — Confirmación del hielo junto a Phoenix
- NASA Science — El hielo que desapareció por sublimación
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