El hielo enterrado será un recurso vital para las primeras personas que pongan pie en Marte, ya que servirá como agua potable y un ingrediente clave para el combustible de cohetes. Pero también sería un importante objetivo científico: astronautas o robots podrían perforar núcleos de hielo de la misma manera que lo hacen los científicos en la Tierra, descubriendo la historia climática de Marte y explorando hábitats potenciales (pasados o presentes) para la vida microbiana.

La necesidad de buscar hielo subsuperficial surge porque el agua líquida no es estable en la superficie de Marte: la atmósfera es tan delgada que el agua se vaporiza inmediatamente. Hay mucho hielo en los polos de Marte, principalmente compuesto de agua, aunque también se puede encontrar dióxido de carbono, o hielo seco, pero esas regiones son demasiado frías para que los astronautas (o robots) sobrevivan durante mucho tiempo.
 

Es aquí donde entra en juego el proyecto de mapeo de hielo subsuperficial financiado por la NASA. Conocido como SWIM, este proyecto ha publicado recientemente su cuarto conjunto de mapas, los más detallados desde que comenzó en 2017.

Dirigido por el Planetary Science Institute en Tucson, Arizona, y gestionado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California, SWIM reúne datos de varias misiones de la NASA, incluyendo el Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), el 2001 Mars Odyssey y el Mars Global Surveyor, que ahora está inactivo. Utilizando una mezcla de conjuntos de datos, los científicos han identificado los lugares más probables para encontrar hielo marciano al que se pueda acceder desde la superficie en futuras misiones.

Los instrumentos en estas naves espaciales han detectado lo que parecen masas de agua congelada subsuperficial a lo largo de las latitudes medias de Marte. Las latitudes medias del norte son especialmente atractivas porque tienen una atmósfera más densa que la mayoría de otras regiones del planeta, lo que facilita la desaceleración de una nave espacial en descenso. Los lugares ideales de aterrizaje para astronautas estarían en el punto dulce en el extremo más al sur de esta región, lo suficientemente al norte para que el hielo esté presente pero lo suficientemente cerca del ecuador para asegurar las temperaturas más cálidas posibles para los astronautas en una región helada.

"Si envías humanos a Marte, quieres llevarlos lo más cerca posible del ecuador", dijo Sydney Do, gerente del proyecto SWIM del JPL. "Cuanta menos energía tengas que gastar para mantener a los astronautas y su equipo de soporte calientes, más tendrás para otras cosas que necesitarán".

Construyendo un Mapa Mejor

Las iteraciones anteriores del mapa se basaban en imágenes de menor resolución, radares, mapas térmicos y espectrómetros, que pueden insinuar la presencia de agua enterrada pero no pueden confirmarla o cuantificarla por completo. Para este último mapa de SWIM, los científicos utilizaron dos cámaras de mayor resolución a bordo de la nave espacial MRO. Se utilizaron datos de la Cámara de Contexto para refinar aún más los mapas del hemisferio norte y, por primera vez, se incorporaron datos de la cámara HiRISE para proporcionar la perspectiva más detallada de la línea límite del hielo lo más cerca posible del ecuador.

Los científicos suelen utilizar HiRISE para estudiar cráteres de impacto fresco causados por meteoroides que pueden haber excavado trozos de hielo. La mayoría de estos cráteres tienen no más de 10 metros de diámetro, aunque en 2022 HiRISE capturó un cráter de impacto de 150 metros de ancho que reveló un tesoro de hielo que había estado oculto bajo la superficie.
 

"Estos impactos que revelan hielo proporcionan una valiosa forma de verdad en tierra en el sentido de que nos muestran ubicaciones donde la presencia de hielo en el suelo es inequívoca", dijo Gareth Morgan, coautor de SWIM en el Planetary Science Institute. "Luego podemos utilizar estas ubicaciones para probar que nuestros métodos de mapeo son sólidos".

Además de los impactos que exponen el hielo, el nuevo mapa incluye avistamientos de HiRISE de un llamado "terreno de polígonos", donde la expansión y contracción estacionales del hielo subsuperficial hace que el suelo forme grietas poligonales. Ver estos polígonos que se extienden alrededor de cráteres de impacto recientes llenos de hielo es otra indicación de que hay más hielo oculto debajo de la superficie en estos lugares.

Hay otros misterios que los científicos pueden estudiar con el mapa también.

"La cantidad de hielo de agua que se encuentra en lugares a lo largo de las latitudes medias de Marte no es uniforme; algunas regiones parecen tener más que otras, y nadie sabe realmente por qué", dijo Nathaniel Putzig, el otro coautor de SWIM en el Planetary Science Institute. "El nuevo mapa de SWIM podría llevar a nuevas hipótesis sobre por qué ocurren estas variaciones". Añadió que también podría ayudar a los científicos a ajustar los modelos de cómo evolucionó el clima marciano antiguo con el tiempo, dejando mayores cantidades de hielo depositado en algunas regiones y menores cantidades en otras.

Los científicos de SWIM esperan que el proyecto sirva como base para una propuesta de misión Mars Ice Mapper, un orbitador que estaría equipado con un radar potente diseñado a medida para buscar hielo cerca de la superficie más allá de donde HiRISE ha confirmado su presencia.